TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Polyamidformmassen mit verbesserten
mechanischen Eigenschaften und hohem Glanz. Die Formmassen enthalten neben Polyamid,
Polyphenylenether und Glasfasern sowie ein LDS-Additiv. Daraus hergestellte Formteile
sind Reflow-lötbar und nach partieller Bestrahlung gezielt metallisierbar. Verwendung
finden die erfindungsgemässen Formmassen insbesondere für die Herstellung von spritzgegossenen
Schaltungsträgern.
STAND DER TECHNIK
[0002] Schaltungsträger aus thermoplastischen Kunststoffen haben gegenüber bisherigen Schaltungsträgern
den Vorteil der verbesserten Gestaltungsfreiheit, der guten Umweltverträglichkeit
und des Rationalisierungspotentials bezüglich des Herstellverfahrens des Endproduktes.
Die Integration von elektrischen und mechanischen Funktionen in einem Spritzgussteil
kann zu einer Miniaturisierung der Baugruppe führen. Ausserdem können ganz neue Funktionen
realisiert und nahezu beliebige Formen gestaltet werden.
[0003] Aus der
EP-A-1 274 288 ist die sogenannte additive Laser-Strukturierungstechnik bekannt (Laser Direct Structuring,
LDS), bei welcher das im Standard-Spritzgiessverfahren hergestellte Formteil mit besonderen
Materialeigenschaften, z.B. auf bekeimbarer PBT-Basis, durch einen Laser strukturiert
wird. Hierdurch werden auf der Kunststoffoberfläche partiell diejenigen Bereiche,
die später die Leitungsbahnen tragen sollen, mit Metallatomen bekeimt, auf denen nachfolgend
in chemisch reduktiven Metallisierungsbädern eine Metallschicht wächst. Die Metallkeime
entstehen durch Aufbrechen von feinstverteilt im Trägermaterial enthaltenen Metallverbindungen.
Nicht bestrahlte Kunststoffbereiche bleiben im Metallisierungsbad unverändert erhalten.
[0004] WO-A-2013/076314 beschreibt mit einem Laser direkt strukturierbare thermoplastische Formmassen, die
ein auf Zinn und einem weiteren Metall aus einer bestimmten Gruppe basierendes Metallmischoxid
als LDS-Additiv enthalten und zeigt anhand von unverstärkten Formmassen aus Polycarbonat
oder Polycarbonat-ABS-Mischungen, dass diese Formmassen einen guten Weissgrad besitzen
und dass die Metallisierung mit steigendem Anteil an Anitmonoxid verbessert werden
kann.
[0005] WO-A-2012/056416 weist bei unverstärkten und nicht flammgeschützten Polycarbonat/ABS-Blends darauf
hin, dass der Zusatz von Titandioxid unabhängig vom Typ des verwendeten LDS-Additivs
zu Formmassen mit guten Weissgrad führen kann. Aus der
WO-A- 2009/141800 sind thermoplastische Formmassen für die LDS-Strukturierung mit einem keramischen
Füllstoff bekannt.
[0006] WO2012128219 beschreibt ein thermoplastisches Harz-Formteil, welches gute Biegefestigkeit, hohes
Biegeelastizitätsmodul und gute Charpy-Schlagzähigkeit aufweist, und auf der Oberfläche
dessen eine LDS Metallisierung ausgebildet werden kann.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0007] Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für die MID (Molded
Interconnect Devices)-Technik geeignete thermoplastische Polyamidformmassen, und insbesondere
solche, die neben Glasfasern auch LDS-Additive enthalten, bereitzustellen, mit denen
Formkörper mit guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere mit hoher Steifigkeit,
hoher Reissfestigkeit und guter Schlagzähigkeit sowie hohem Glanz herstellbar sind
und sicher blisterfrei lötbar sind. Darüber hinaus sollen die Formkörper nach Laserbestrahlung
gut metallisierbar sein und die Leiterbahnen sollen eine gute Haftung am Polymersubstrat
aufweisen.
[0008] Die thermischen und mechanischen Eigenschaften sowie die damit verbundenen Einsatzgebiete
dieser Schaltungsträger werden in erster Linie durch die zugrundeliegende thermoplastische
Formmasse bestimmt. Polyamide sind heutzutage weit verbreitet als Strukturelemente
für den Innen- und Aussenbereich, was im Wesentlichen auf die hervorragenden (thermo-)mechanischen
Eigenschaften, auch unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen, zurückzuführen
ist.
[0009] Eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit und Steifheit, lässt
sich insbesondere durch den Zusatz faserförmiger Verstärkungsstoffe, z.B. Glasfasern
oder Carbonfasern, erreichen. In vielen Fällen werden neben den Glasfasern auch noch
teilchenförmige Füllstoffe verwendet, sei es, um die Formmassen mittels anorganischer
Pigmente einzufärben oder andere spezifische Eigenschaftsmodifizierungen vorzunehmen.
Durch den Zusatz von partikulären Füllstoffen, wie z.B. auch den LDS-Additiven zu
den glasfaserverstärkten Formmassen werden die mechanischen Eigenschaften aber in
der Regel deutlich verschlechtert, insbesondere wird die Reissfestigkeit, die Reissdehnung
sowie die Schlagzähigkeit normalerweise erheblich reduziert. Weiterhin wird auch die
Oberflächengüte insbesondere der Glanz verschlechtert.
[0010] Durch die spezifische Zusammensetzung der erfindungsgemässen Formmassen wird trotz
der Kombination von faserförmigen und partikulären Füllstoffen unerwartet erreicht,
dass Formteile hergestellt aus diesen Formmassen neben anderen positiven Eigenschaften
gute mechanische Eigenschaften und eine hohe Oberflächengüte aufweisen, sicher im
Reflow-Lötprozess lötbar sind.
[0011] Konkret betrifft die Erfindung eine Polyamidformmasse, insbesondere mit hoher Steifigkeit,
Reissfestigkeit, hoher Schlagzähigkeit und hohem Glanz, nach Anspruch 1, insbesondere
bestehend aus:
- (A) 30 - 84.9 Gew.-% einer thermoplastischen Polymermischung, bestehend aus
(A1) 50 - 90 Gew.-% oder 55 - 90 Gew.-% eines teilaromatischem, teilkristallinen Polyamids
oder einer Mischung solcher Polyamide;
(A2) 5 - 50 Gew.-% oder 10 - 45 Gew.-% eines Polyphenylenethers oder einer Mischung
solcher Polyphenylenether,
(A3) 0 - 40 Gew.% eines teilkristallinen, aliphatischen Polyamids,
wobei sich (A1) - (A3) zu 100 Gew.-% Komponente (A) ergänzen;
- (B) 15 - 60 Gew.-% Glasfasern;
- (C) 0.1 - 10 Gew.-% LDS-Additiv oder einer Mischung von LDS-Additiven, wobei mindestens
ein LDS-Additiv ganz oder teilweise aus anorganischen Verbindungen des Kupfers und/oder
Zinns aufgebaut ist;
- (D) 0 - 40 Gew.-% partikulärer Füllstoff, verschieden von (C)
- (E) 0 - 5 Gew.-%, vorzugsweise 0 - 2 Gew.-% weitere andere Additive;
wobei die Summe aus (A) - (E) 100 Gew.-% ausmacht.
Typischerweise macht die Summe von (A2) und (A3) 10 bis 50 Gew.-% der Komponente (A)
aus.
Bevorzugtermassen liegt dabei der Anteil an Komponente (A) innerhalb der Summe von
(A)-(E) im Bereich von (A) im Bereich von 37-80.5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 49-79 Gew.-%.
[0012] Der Anteil an Komponente (B) liegt bevorzugtermassen im Bereich von 18-55 Gew.-%,
vorzugsweise im Bereich von 20-45 oder 25 - 40 Gew.-%, wiederum jeweils bezogen auf
die Summe aus (A) - (E).
[0013] Der Anteil an Komponente (C) liegt bevorzugtermassen im Bereich von 0.5-8 Gew.-%
liegt, vorzugsweise im Bereich von 1-6 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe aus (A)
- (E).
[0014] Bei der
Komponente (A1) handelt es sich um teilkristalline, teilaromatische Polyamide, welche bevorzugtermassen
eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 90 bis 150 °C, bevorzugt im Bereich von
110 bis 140 °C und insbesondere im Bereich von 115 bis 135 °C besitzen. Der Schmelzpunkt
des Polyamids (A1) liegt im Bereich von 255 bis 330 °C, bevorzugt im Bereich von 270
bis 325 °C und insbesondere im Bereich von 280 bis 320 °C. Bevorzugt verfügen die
teilkristallinen, teilaromatischen Polyamide der Komponente (A1) über mittels DSC
bestimmte Schmelzenthalpien gemäss ISO 11357 im Bereich von 25 - 80 J/g, vorzugsweise
im Bereich von 30 - 70 J/g.
[0015] Bevorzugte teilaromatische, teilkristalline Polyamide sind dabei aus
- a) 30 bis 100 mol-%, insbesondere 50 bis 100 mol-% Terephthalsäure und/oder Naphthalindicarbonsäure
sowie 0 bis 70 mol-%, insbesondere 0 bis 50 mol-% mindestens einer aliphatischen Dicarbonsäure
mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, und/oder 0 bis 70 mol-%, insbesondere 0 bis 50 mol-%
mindestens einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen,
und/oder 0 bis 50 mol-% Isophthalsäure, bezogen auf die Gesamtmenge der Dicarbonsäuren,
- b) 80 bis 100 mol-% mindestens eines aliphatischen Diamins mit 4-18 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sowie 0 bis 20 mol-% mindestens eines
cycloaliphatischen Diamins, vorzugsweise mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie z.B.
PACM, MACM, IPDA und/oder 0 bis 20 mol-% mindestens eines araliphatischen Diamins,
wie z.B. MXDA und PXDA, bezogen auf die Gesamtmenge der Diamine, sowie gegebenenfalls
- c) Aminocarbonsäuren und/oder Lactamen je mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen,
hergestellt.
[0016] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei das teilaromatische Polyamid
der Komponente (A1) auf Basis von wenigstens 55 Mol-%, insbesondere von wenigstens
65 Mol-% Terephthalsäure und wenigstens 80 Mol-%, bevorzugt wenigstens 90 Mol-%, insbesondere
wenigstens 95 Mol-% aliphatischen Diaminen mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise
mit 6-12 Kohlenstoffatomen, und gegebenenfalls weiteren aliphatischen, cycloaliphatischen
und aromatischen Dicarbonsäuren sowie Lactamen und/oder Aminocarbonsäuren, gebildet.
Als weitere aromatische Dicarbonsäuren können neben der Terephthalsäure Isophthalsäure
und Naphthalindicarbonsäure verwendet werden. Geeignete aliphatische und cycloaliphatische
Dicarbonsäuren, die neben Terephthalsäure verwendet werden können, besitzen 6 bis
36 Kohlenstoffatome und werden in einem Anteil von höchstens 70 Mol-%, insbesondere
in einem Anteil von höchstens 50 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Dicarbonsäuren,
eingesetzt. Zudem ist bevorzugt, dass die genannten aromatischen Dicarbonsäuren des
teilaromatischen Polyamids der Komponente (A1) ausgewählt sind aus der Gruppe: Terephthalsäure,
Isophthalsäure, sowie Mischungen davon.
[0017] Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die genannten z.B. aliphatischen
Dicarbonsäuren des teilaromatischen Polyamids der Komponente (A1), die neben Terephthalsäure
eingesetzt werden können, ausgewählt aus der Gruppe Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure,
Sebazinsäure, Undecandisäure, Dodecandisäure, Brassylsäure, Tetradecandisäure, Pentadecandisäure,
Hexadecandisäure, Octadecandisäure und Dimerfettsäure (C36). Besonders bevorzugt werden
Adipinsäure, Sebazinsäure und Dodecandisäure. Dicarbonsäuren die neben Terephthalsäure
bevorzugt eingesetzt werden demnach: Isophthalsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure und
Dodecandisäure oder eine Mischung derartiger Dicarbonsäuren. Insbesondere werden Polyamide
(A1) bevorzugt, die ausschliesslich auf Terephthalsäure als Dicarbonsäure beruhen.
[0018] Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die genannten aliphatischen
Diamine des teilaromatischen Polyamids der Komponente (A1) ausgewählt aus der Gruppe
1,4-Butandiamin, 1,5-Pentandiamin, 1,6-Hexandiamin, 1,7-Heptandiamin, 1,8-Octandiamin,
1,9-Nonandiamin, Methyl-1,8-Octandiamin, 1,10-Decandiamin, 1,11-Undecandiamin, 1,12-Dodecandiamin,
oder einer Mischung derartiger Diamine, wobei 1,6-Hexandiamin, 1,10-Decandiamin, 1,12-Dodecandiamin,
oder eine Mischung derartiger Diamine bevorzugt ist, und wobei 1,6-Hexandiamin und
1,10-Decandiamin besonders bevorzugt sind. Neben den aliphatischen Diaminen können
in einer Konzentration von 0 bis 20 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Diaminen,
cycloaliphatische und/oder araliphatische Diamine ersetzt werden.
[0019] Besonders bevorzugt werden die Polyamide (A1) aus folgenden Komponenten gebildet:
(A1_a): Dicarbonsäuren: 50 - 100 Mol-% aromatische Terephthalsäure und/oder Naphthalindicarbonsäure,
bezogen auf den Gesamtgehalt an anwesenden Dicarbonsäuren, 0 - 50 Mol-% einer aliphatischen
Dicarbonsäure, bevorzugt mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, und/oder einer cycloaliphatischen
Dicarbonsäure mit bevorzugt 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, und/oder Isophthalsäure;
(A1_b): Diamine: 80 - 100 Mol-% mindestens eines aliphatischen Diamins mit 4-18 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, bezogen auf den Gesamtgehalt an anwesenden
Diaminen, 0 - 20 Mol-% cycloaliphatische Diamine, vorzugsweise mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen,
wie z.B. PACM, MACM, IP-DA und/oder araliphatische Diamine, wie z.B. MXDA und PXDA,
wobei in den hochschmelzenden Polyamiden der prozentuale Molgehalt an Dicarbonsäuren
100 % und der prozentuale Molgehalt an Diaminen 100 % ausmacht, und gegebenenfalls
aus:
(A1_c): Aminocarbonsäuren und/oder Lactamen, enthaltend Lactame mit bevorzugt 6 bis
12 Kohlenstoffatomen, und/oder Aminocarbonsäuren mit bevorzugt 6 bis 12 Kohlenstoffatomen.
[0020] Während die Komponenten (A1_a) und (A1_b) bevorzugt weitgehend äquimolar eingesetzt
werden, beträgt die Konzentration von (A1_c) vorzugsweise höchstens 30 Gew.-%, bevorzugt
höchstens 20 Gew.-%, insbesondere höchstens 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe
von (A1_a) bis (A1_c).
[0021] Zusätzlich zu den weitgehend äquimolar eingesetzten Komponenten (A1_a) und (A1_b)
können Dicarbonsäuren (A1_a) oder Diamine (A1_b) zur Regelung der Molmasse oder zum
Ausgleich von Monomerverlusten bei der Polyamidherstellung eingesetzt werden, sodass
in ihrer Gesamtheit die Konzentration einer Komponente (A1_a) oder (A1_b) überwiegen
kann.
[0022] Geeignete cycloaliphatische Dicarbonsäuren sind die cis- und/oder trans-Cyclohexan-1,4-dicarbonsäure
und/oder cis- und/oder trans-Cyclohexan-1,3-dicarbonsäure (CHDA). Die oben genannten,
in der Regel eingesetzten aliphatischen Diamine können in untergeordneter Menge von
nicht mehr als 20 Mol-%, von vorzugsweise nicht mehr als 15 Mol-% und insbesondere
nicht mehr als 10 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diamine, durch andere Diamine
ersetzt werden. Als cycloaliphatische Diamine können beispielsweise Cyclohexandiamin,
1,3-Bis-(aminomethyl)-cyclohexan (BAC), Isophorondiamin, Norbornandimethylamin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan
(PACM), 2,2-(4,4'-Diaminodicyclohexyl)propan (PACP) und 3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethan
(MACM) verwendet werden. Als araliphatische Diamine seien m-Xylylendiamin (MXDA) und
p-Xylylendiamin (PXDA) erwähnt.
[0023] Zusätzlich zu den beschriebenen Dicarbonsäuren und Diaminen können noch Lactame und/oder
Aminocarbonsäuren als polyamidbildende Komponenten (Komponente (A1_c)) eingesetzt
werden. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise Caprolactam (CL), α,ω-Aminocapronsäure,
α,ω-Aminononansäure, α,ω-Aminoundecansäure (AUA), Laurinlactam (LL) und α,ω-Aminododecansäure
(ADA). Die Konzentration der zusammen mit den Komponenten (A1_a) und (A1_b) eingesetzten
Aminocarbonsäuren und/oder Lactame beträgt höchstens 20 Gew.-%, bevorzugt höchstens
15 Gew.-% und besonders bevorzugt höchstens 12 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Komponenten
(A1a) bis (A1e). Speziell bevorzugt sind Lactame bzw. α,ω-Aminosäuren mit 4, 6, 7,
8, 11 oder 12 C-Atomen. Dies sind die Lactame Pyrrolidin-2-on (4 C-Atome), ε-Caprolactam
(6 C-Atome), Önanthlactam (7 C-Atome), Capryllactam (8 C-Atome), Laurinlactam (12
C-Atome) bzw. die α,ω-Aminosäuren 1,4-Aminobutansäure, 1,6-Aminohexansäure, 1,7-Aminoheptansäure,
1,8-Aminooctansäure, 1,11-Aminoundecansäure und 1,12-Aminododecansäure. In einer besonders
bevorzugten Ausführungsform ist Komponente (A1) frei von Caprolactam bzw. Aminocapronsäure
oder frei von jeglicher Aminocarbonsäure bzw. jeglichem Lactam.
[0024] Zur Regelung der Molmasse, der relativen Viskosität bzw. der Fliessfähigkeit oder
des MVR können dem Ansatz und/oder dem Vorkondensat (vor der Nachkondensation) Regler
in Form von Monocarbonsäuren oder Monoaminen zugesetzt werden. Als Regler geeignete,
aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Monocarbonsäuren oder Monoamine sind
Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Laurinsäure, Stearinsäure,
2-Ethylhexansäure, Cyclohexansäure, Benzoesäure, 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propansäure,
3,5 -di-tert-butyl-4-hydroxybenzoesäure, 3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propansäure,
2-(3,5-di-tert-butyl-4-ydroxybenzylthio)essigsäure, 3,3-bis(3-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)butansäure,
Butylamin, Pentylamin, Hexylamin, 2-Ethylhexylamin, n-Octylamin, n-Dodecylamin, n-Tetradecylamin,
n-Hexadecylamin, Stearylamin, Cyclohexylamin, 3-(Cyclohexylamino)-propylamin, Methylcyclohexylamin,
Dimethylcyclohexylamin, Benzylamin, 2-Phenylethylamin, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-amin,
1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-amin, 4-amino-2,6-di-tert-butylphenol u.a. Die Regler
können einzeln oder in Kombination benutzt werden. Es können auch andere monofunktionelle
Verbindungen als Regler eingesetzt werden, die mit einer Amino- oder Säuregruppe reagieren
können, wie Anhydride, Isocyanate, Säurehalogenide oder Ester. Die übliche Einsatzmenge
der Regler liegt zwischen 10 und 200 mmol pro kg Polymer.
[0025] Die teilaromatischen Copolyamide (A1) können mit an sich bekannten Verfahren hergestellt
werden. Geeignete Verfahren sind an verschiedener Stelle beschrieben worden, und in
der Folge sollen einige der möglichen in der Patentliteratur diskutierten Verfahren
angegeben werden, der Offenbarungsgehalt der nachfolgend genannten Dokumente wird
hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung des Polyamids der Komponente (A1) der
vorliegenden Erfindung ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung
eingeschlossen:
DE-A-195 13 940,
EP-A-0 976 774,
EP-A-0 129 195,
EP-A-0 129 196,
EP-A-0 299 444,
US 4,831,106,
US 4,607,073,
DE-A-14 95 393 und
US 3,454,536.
[0026] Konkrete Vertreter für die erfindungsgemässen Polyamide (A1) sind: PA 4T/4I, PA 4T/6I,
PA 5T/5I, PA 6T/6, PA 6T/6I, PA 6T/6I/6, PA 6T/66, 6T/610, 6T/612, PA 6T/10T, PA 6T/10I,
PA 9T, PA 10T, PA 12T, PA 10T/10I, PA10T/106, PA10T/610, PA10T/612, PA10T/66, PA10T/6,
PA10T/1010, PA10T/1012, PA10T/12, PA10T/11, PA 6T/9T, PA 6T/12T, PA 6T/10T/6I, PA
6T/6I/6, PA 6T/6I/12 sowie Mischungen davon, insbesondere vorzugsweise ist das teilaromatische
Polyamid der Komponente (A1) ausgewählt aus der Gruppe: PA 6T/6I, PA 6T/10T, PA 6T/10T/6I,
sowie Mischungen davon. Bevorzugt werden Polyamide (A1), welche 6T-Einheiten, insbesondere
wenigstens 10 Gew.-% an 6T-Einheiten enthalten.
[0027] Erfindungsgemäss sind daher als Polyamide (A1) insbesondere folgende teilaromatische
Copolyamide bevorzugt:
- teilkristallines Polyamid 6T/6I mit 55 bis 75 Mol-% Hexamethylenterephthalamid-Einheiten
und 25 bis 45 Mol-% Hexamethylenisophthalamid-Einheiten;
- teilkristallines Polyamid 6T/6I mit 62 bis 73 Mol-% Hexamethylenterephthalamid-Einheiten
und 25 bis 38 Mol-% Hexamethylenisophthalamid-Einheiten;
- teilkristallines Polyamid 6T/6I mit 70 Mol-% Hexamethylenterephthalamid-Einheiten
und 30 Mol-% Hexamethylenisophthalamid-Einheiten;
- teilkristallines Polyamid, hergestellt aus mindestens 50 Mol-% Terephthalsäure und
höchstens 50 Mol-% Isophthalsäure, insbesondere aus 100 Mol-% Terephalsäure, sowie
einer Mischung aus mindestens zwei Diaminen, ausgewählt aus der Gruppe Hexamethylendiamin,
Nonandiamin, Methyloctandiamin und Decandiamin;
- teilkristallines Polyamid, hergestellt aus 70-100 Mol-% Terephthalsäure und 0-30 Mol-%
Isophthalsäure sowie einer Mischung aus Hexamethylendiamin und Dodecandiamin;
- teilkristallines Polyamid, hergestellt aus mindestens 50 Mol-% Terephthalsäure und
höchstens 50 Mol-% Dodekandisäure sowie einer Mischung aus mindestens zwei Diaminen,
ausgewählt aus der Gruppe Hexamethylendiamin, Nonandiamin, Methyloctandiamin und Decandiamin;
- teilkristallines Polyamid 6T/10T mit 10 bis 60 Mol-%, bevorzugt 10 bis 40 Mol-% Hexamethylenterephthalamid-(6T)-und
40 bis 90 Mol-%, bevorzugt 60 bis 90 Mol-% Decamethylenterephthalamid-(10T)-Einheiten;
- teilkristallines Polyamid 6T/10T/6I mit 50 bis 90 Mol-%, vorzugsweise 50-70 Mol-%
Hexamethylenterephthalamid-(6T)-, und 5 bis 45 Mol-%, vorzugsweise 10-30 Mol-% Hexamethylenisophthalamid-(6I)-Einheiten
und 5 bis 45 Mol-%, vorzugsweise 20-40 Mol-% Decamethylenterephthalamid-(10T)-Einheiten;
- teilkristallines Polyamid 6T/6I/6 mit 60 bis 85 Mol-% Hexamethylenterephthalamid-(6T)-
und 15 bis 40 Mol-% Hexamethylenisophthalamid-(6I)-Einheiten, das zusätzlich 5 - 15
Gew.-% Caprolactam enthält.
[0028] Das teilaromatische, teilkristalline Polyamid (A1) hat eine Lösungsviskosität η
rel, gemessen nach DIN EN ISO 307 an Lösungen von 0,5 g Polymer in 100 ml m-Kresol bei
einer Temperatur von 20 °C, von höchstens 2,6, bevorzugt von höchstens 2,3, insbesondere
von höchstens 2,0. Bevorzugt werden Polyamide (A1) mit einer Lösungsviskosität η
rel im Bereich von 1,45 bis 2,3, insbesondere im Bereich von 1,5 bis 2,0 oder 1,5 bis
1,8. Die erfindungsgemässen Polyamide (A1) können auf üblichen Polykondensationsanlagen
über die Prozessfolge Vorkondensat und Nachkondensation hergestellt werden. Für die
Polykondensation werden zur Regelung der Viskosität bevorzugt die beschriebenen Kettenregler
eingesetzt. Zusätzlich kann die Viskosität durch den Einsatz eines Diamin- oder Disäureüberschusses
eingestellt werden.
[0029] Die erfindungsgemäss als Komponente (A2) eingesetzten Polyphenylenether sind an sich
und für sich allein betrachtet bekannt und können z.B. nach üblichen Verfahren aus
in ortho-Position durch Alkylgruppen disubstituierten Phenolen durch oxidative Kupplung
hergestellt (vgl. US-Patente
US3,661,848,
US3,378,505,
US3,306,874,
US3,306,875 und
US3,639,656) werden. Für die Herstellung werden üblicherweise Katalysatoren auf Basis von Schwermetallen
wie Kupfer, Mangan oder Kobalt in Kombination mit anderen Substanzen wie sekundären
Aminen, tertiären Aminen, Halogenen oder Kombinationen davon benutzt. Geeignete Polyphenylenether
sind beispielsweise Poly(2,6-diethyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylen)ether,
Poly(2-methyl-6-propyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-dipropyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-ethyl-6-propyl-1,4-phenylen)ether
oder Copolymere, wie solche, die 2,3,6-Trimethylphenol enthalten, ausserdem Mischungen
der genannten Polyphenylenether.
[0030] Bevorzugt ist Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether optional in Kombination mit 2,3,6-Trimethylphenoleinheiten.
Die Polyphenylenether können in Form von Homopolymeren, Copolymer, Pfropfcopolymeren,
Blockcopolymer oder Ionomeren eingesetzt werden. Geeignete Polyphenylenether weisen
im allgemeinen eine Grenzviskosität im Bereich von 0,1 bis 0,6 dl/g, gemessen in Chloroform
bei 25°C, auf. Dies entspricht einem Molekulargewicht M
n (Zahlenmittelwert) von 3'000 bis 40'000 und einem Gewichtsmittelwert des Molekulargewicht
M
w von 5'000 bis 80'000. Es ist möglich, eine Kombination eines hochviskosen und eines
tiefviskosen Polyphenylenethers einzusetzen. Das Verhältnis der beiden unterschiedlich
viskosen Polyphenylenethern hängt von den Viskositäten und den angestrebten physikalischen
Eigenschaften ab. Die erfindungsgemässen Mischungen der PPE-Komponenten (A2) mit dem
Polyamid (A1) und gegebenenfalls dem Polyamid (A3) umfassen bevorzugt 10 - 46 Gew.-%,
vorzugsweise 15 bis 45 oder 15 bis 40 Gew.-% Polyphenylenether. jeweils bezogen auf
die Gesamtheit der Komponente A. Für eine bessere Verträglichkeit können im Rahmen
von Komponente (A2) Verträglichkeitsvermittler in Form von polyfunktionellen Verbindungen
eingesetzt werden, die mit dem Polyphenylenether, dem Polyamid oder mit beiden wechselwirken.
Als solche Verträglichkeitsvermittler kann z.B. ein durch Maleinsäureanhydrid-gepfropfter
Polyphenylenether wirken. Die Wechselwirkung kann chemisch (z.B. durch Pfropfung)
und/oder physikalisch (z.B. durch Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften der dispersen
Phase) sein. Komponente (A2) umfasst demnach Polyphenylenether allein, hinsichtlich
Verträglichkeit mit Komponente (A1) modifizierte, gepfropfte oder mit reaktiven Gruppen
versehene Polyphenylenether allein, insbesondere mit Maleinsäureanhydrid gepfropfte
Polyphenylenether allein, oder eine Mischung aus Polyphenylenether und Polyphenylenether-g-Maleinsäureanhydrid.
[0031] Die hinsichtlich der Verträglichkeit mit Komponente (A1) modifizierten Polyphenylenether
der Komponente (A2) enthalten Carbonyl-, Carboxyl-, Carbonsäure-, Säureanhydrid-,
Säureamid-, Säureimid, Carbonsäureester-, Carboxylat-, Amino-, Hydroxyl-, Epoxi-,
Oxazolin-, Urethan-, Harnstoff-, Lactam- oder Halogenbenzylgruppen. Bevorzugt wird
das als Komponente (A2) eingesetzte modifizierte PPE hergestellt, indem unmodifiziertes
PPE mit α,β-ungesättigten Dicarbonylverbindungen, Amidgruppen oder Lactamgruppen enthaltenden
Monomere mit einer polymeriserbaren Doppelbindung in Verbindung mit Radikalstartern
modifiziert, wie dies beispielsweise in
EP0654505A1 beschrieben ist.
[0032] Bevorzugtermassen verfügt die Komponente (A2) über Bestandteile mit Säureanhydridgruppen,
die durch thermische oder radikalische Reaktion des Hauptkettenpolymers mit einem
ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid, einer ungesättigten Dicarbonsäure oder einem
ungesättigten Dicarbonsäuremonoalkylester in einer Konzentration eingebracht werden,
die für eine gute Anbindung an das Polyamid ausreicht, wobei dafür Reagenzien ausgewählt
aus der folgenden Gruppe bevorzugtermassen eingesetzt werden: Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid,
Maleinsäuremonobutylester, Fumarsäure, Aconitsäure und/oder Itaconsäureanhydrid.
[0033] Vorzugsweise werden 0.05 bis 5.0 Gew.-% eines ungesättigten Anhydrids an die Schlagzähkomponente
als Bestandteil von (A2) und/oder (A3) aufgepfropft oder das ungesättigte Dicarbonsäureanhydrid
oder dessen Vorstufe wird zusammen mit einem weiteren ungesättigten Monomeren aufgepfropft.
Generell ist der Pfropfgrad bevorzugtermassen in einem Bereich von 0.1-3.0%, insbesondere
bevorzugt in einem Bereich von 0.1-1.5 oder 0.2-0.8%. Besonders bevorzugt werden Maleinsäureanhydrid
gepfropfte Polyphenylenether eingesetzt.
[0034] Die erfindungsgemäss als
Komponente (A3) eingesetzten von (A1) und (A2) verschiedenen Polymere sind teilkristalline, aliphatische
Polyamide. Bevorzugt beruhen die Polyamide (A3) nicht auf cycloaliphatischen Diaminen
und/oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren. Der Gehalt der Komponente (A3) liegt in
Bezug auf Gesamtheit der Komponente (A) in einem Bereich von 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt
von 5 bis 35 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 Gew.-%. Innerhalb
von Komponente (A) liegt das Verhältnis von (A2) zu (A3) vorzugsweise im Bereich von
4:1 bis 1:4 und bevorzugt im Bereich von 4:1 bis 1:2. Insbesondere ist bevorzugt,
wenn der Gehalt von (A3) innerhalb der Komponente von (A) kleiner oder gleich dem
Gehalt von Komponente (A2) ist.
[0035] Die Komponente (A3) ist bevorzugter Massen ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Polyamid
6, Polyamid 10, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 1212, Polyamid 1012, Polyamid 1210,
Polyamid 46, Polyamid 66, Polyamid 612, Polyamid 126, Polyamid 106, Polyamid 610,
Polyamid 1010, Polyamid 614, Polyamid 618, Polyamid 1014, Polyamid 1018, Polyamid
1214, Polyamid 1218 sowie Copolyamide oder Mischungen hiervon. Insbesondere bevorzugt
werden Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 612, Polyamid 106 und Polyamid 610.
[0036] In einer weiteren Ausführungsform werden vorzugsweise 0.05 bis 5.0 Gew.-% Acrylsäure,
Methacrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäuremonobutylester, Fumarsäure,
Aconitsäure und/oder Itaconsäureanhydrid, oder generell eines ungesättigten Anhydrids,
an die Komponente (A2), die Komponente (A3), oder an eine Mischung aus den Komponenten
(A2) und (A3) aufgepfropft oder das ungesättigte Dicarbonsäureanhydrid oder dessen
Vorstufe wird zusammen mit einem weiteren ungesättigten Monomeren aufgepfropft. Generell
ist der Pfropfgrad bevorzugtermassen in einem Bereich von 0.1-3 Gew.-%, insbesondere
bevorzugt in einem Bereich von 0.2-2.5 oder 0.5-2 Gew.-%. Besonders bevorzugt werden
Maleinsäureanhydrid gepfropfte Komponenten (A2) oder Maleinsäureanhydrid gepfropfte
Mischungen aus (A2) und (A3) eingesetzt. Es wird demnach bevorzugt, dass die Komponenten
(A2) und (A3) gemeinsam gepfropft sind, vor der Zusammenführung mit den restlichen
Komponenten (A1) und (B) und (C) sowie ggf. (D) und/oder (E).
[0037] Des Weiteren enthalten die Formmassen 15 bis 60 Gew.-% Glasfasern
(Komponente B), die z.B. in Form von sogenannten Kurzfasern (z.B. Schnittglas mit einer Länge von
0.2-20 mm) oder Endlosfasern (Rovings) verwendet werden. Die Glasfasern (B) können
unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen, wobei Glasfasern mit kreisförmigem
Querschnitt (runde Fasern) und mit nicht-kreisförmigem Querschnitt (flache Fasern)
bevorzugt sind, auch Mischungen dieser Typen können eingesetzt werden.
[0038] Glasfasern mit kreisförmigem Querschnitt, also runde Glasfasern, haben bevorzugt
einen Durchmesser im Bereich von 5-20 µm, bevorzugt im Bereich von 6-13 µm und besonders
bevorzugt im Bereich von 6-10 µm. Sie werden bevorzugt als Kurzglasfaser (Schnittglas
mit einer Länge von 0.2 bis 20 mm, bevorzugt 2-12 mm) eingesetzt.
[0039] Bei den flachen Glasfasern, also Glasfasern mit nicht-kreisförmiger Querschnittsfläche,
werden vorzugsweise solche mit einem Abmessungsverhältnis von der Hauptquerschnittsachse
zur senkrecht darauf stehenden Nebenquerschnittsachse von mehr als 2.5, bevorzugt
im Bereich von 2.5 bis 6, insbesondere im Bereich von 3 bis 5 eingesetzt. Diese sogenannten
flachen Glasfasern weisen vorzugsweise eine ovale, elliptische, mit Einschnürung(en)
versehene elliptische (sogenannte Kokon- oder cocoon-Faser), polygonale, rechteckige
oder nahezu rechteckige Querschnittsfläche auf. Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal
der eingesetzten flachen Glasfasern besteht darin, dass die Länge der Hauptquerschnittsachse
bevorzugt im Bereich von 6 bis 40 µm, insbesondere im Bereich von 15 bis 30 µm und
die Länge der Nebenquerschnittsachse im Bereich von 3 bis 20 µm, insbesondere im Bereich
von 4 bis 10 µm liegt. Dabei weisen bevorzugt die flachen Glasfasern eine möglichst
hohe Packungsdichte auf, d.h. die Glasquerschnittsfläche füllt ein gedachtes, den
Glasfaserquerschnitt möglichst exakt umgebendes Rechteck zu mindestens 70%, bevorzugt
mindestens 80% und insbesondere bevorzugt zu mindestens 85% aus.
[0040] Zur Verstärkung der erfindungsgemässen Formmassen können auch Mischungen von Glasfasern
mit kreisförmigem und nicht-kreisförmigem Querschnitt verwendet werden, wobei der
Anteil an flachen Glasfasern bevorzugtermassen überwiegt, d.h. mehr als 50 Gew.-%
der Gesamtmasse der Fasern ausmacht.
[0041] Vorzugsweise ist die Komponente (B) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: E-Glasfasern
(diese bestehen gemäss ASTM D578-00 aus 52-62% Siliciumdioxid, 12-16% Aluminiumoxid,
16-25% Calciumoxid, 0-10% Borax, 0-5% Magnesiumoxid, 0-2% Alkalioxide, 0-1.5% Titandioxid
und 0-0.3% Eisenoxid; bevorzugt haben sie eine Dichte von 2.58±0.04 g/cm
3, einen Zug-E-Modul von 70-75 GPa, eine Zugfestigkeit von 3000-3500 MPa und eine Reissdehnung
von 4.5-4.8%), A-Glasfasern (63-72% Siliciumdioxid, 6-10% Calciumoxid, 14-16% Natrium-
und Kaliumoxid, 0-6% Aluminiumoxid, 0-6% Boroxid, 0-4% Magnesiumoxid), C-Glasfasern
(64-68% Siliciumdioxid, 11-15% Calciumoxid, 7-10% Natrium- und Kaliumoxid, 3-5% Aluminiumoxid,
4-6% Boroxid, 2-4% Magnesiumoxid), D-Glasfasern (72-75% Siliciumdioxid, 0-1% Calciumoxid,
0-4% Natrium- und Kaliumoxid, 0-1% Aluminiumoxid, 21-24% Boroxid), Basaltfasern (Mineralfaser
mit der ungefähren Zusammensetzung: 52% SiO
2, 17% Al
2O
3, 9% CaO, 5% MgO, 5% Na
2O, 5% Eisenoxid sowie weiteren Metalloxiden), AR-Glasfasern (55-75% Siliciumdioxid,
1-10% Calciumoxid, 11-21% Natrium- und Kaliumoxid, 0-5% Aluminiumoxid, 0-8% Boroxid,
0-12%Titandioxid, 1-18% Zirkonoxid, 0-5% Eisenoxid) sowie Mischungen davon.
[0042] Eine bevorzugte Ausführungsform der Komponente (B) sind hochfeste Glasfasern beruhend
auf dem ternären System Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Magnesiumoxid oder auf dem quaternären
System Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Calciumoxid, wobei die Summe der
Gehalte von Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Magnesiumoxid wenigstens 78 Gew.-%,
bevorzugt wenigstens 87% und besonders bevorzugt wenigstens 92% bezogen auf die gesamte
Glaszusammensetzung beträgt. Konkret wird bevorzugt eine Zusammensetzung von 58-70
Gew.-% Siliciumdioxid (SiO
2), 15-30 Gew.-% Aluminiumoxid (Al
2O
3), 5-15 Gew.-% Magnesiumoxid (MgO), 0-10 Gew.-% Calciumoxid (CaO) und 0-2 Gew.-% weitere
Oxide, wie z.B. Zirkoniumdioxid (ZrO2), Boroxid (B
2O
3), Titandioxid (TiO
2) oder Lithiumoxid (Li
2O) eingesetzt. In einer weiteren Ausführungsform besitzt die hochfeste Glasfaser eine
Zusammensetzung von 60-67 Gew.-% Siliciumdioxid (SiO
2), 20-28 Gew.-% Aluminiumoxid (Al
2O
3), 7-12 Gew.-% Magnesiumoxid (MgO), 0-9 Gew.-% Calciumoxid (CaO) sowie 0-1.5 Gew.-%
weitere Oxide, wie z.B. Zirkoniumdioxid (ZrO2), Boroxid (B
2O
3), Titandioxid (TiO
2), Lithiumoxid (Li
2O).
[0043] Insbesondere ist bevorzugt, wenn die hochfeste Glasfaser die nachfolgende Zusammensetzung
aufweist: 62-66 Gew.-% Siliciumdioxid (SiO
2), 22-27 Gew.-% Aluminiumoxid (Al
2O
3), 8-12 Gew.-% Magnesiumoxid (MgO), 0- 5Gew.-% Calciumoxid (CaO), 0-1 Gew.-% weitere
Oxide, wie z.B. Zirkoniumdioxid (ZrO2), Boroxid (B
2O
3), Titandioxid (TiO
2), Lithiumoxid (Li
2O).
[0044] Die hochfeste Glasfaser besitzt eine Zugfestigkeit von grösser oder gleich 3700 MPa,
vorzugsweise von wenigstens 3800 oder 4000 MPa, eine Reissdehnung von mindestens 4.8%,
vorzugsweise von wenigstens 4.9 oder 5.0 %, und einen Zug-E-Modul von grösser 75 GPa,
vorzugsweise von mehr als 78 oder 80 GPa, wobei diese Glaseigenschaften an Einzelfasern
(pristine single filament) mit einem Durchmesser von 10 µm und eine Länge von 12.7
mm bei einer Temperatur von 23°C und einer relativen Luftfeuchte von 50% zu bestimmen
sind. Konkrete Beispiele für diese hochfesten Glasfasern der Komponente (B1) sind
S-Glasfasern von Owens Corning mit 995-Schlichte, T-Glasfasern von Nittobo, HiPertex
von 3B, HS4-Glasfasern von Sinoma Jinjing Fiberglass, R-Glasfaern von Vetrotex sowie
S-1- und S-2-Glasfasern von AGY.
[0045] Die erfindungsgemäss z.B. als Roving eingesetzten Glasfasern (Endlosfasern) weisen
einen Durchmesser (bei runden Glasfasern) bzw. eine Nebenquerschnittsachse (bei flachen
Glasfasern) von 8 bis 20 µm, bevorzugt von 12 bis 18 µm auf, wobei der Querschnitt
der Glasfasern rund, oval, elliptisch, elliptisch mit Einschnürung(en) versehen, polygonal,
rechteckig oder nahezu rechteckig sein kann. Besonders bevorzugt werden sogenannte
flache Glasfasern mit einem Verhältnis der Querschnittsachsen, d.h. ein Verhältnis
von Haupt- zur Nebenquerschnittsachse von 2.5 bis 5. Die Endlosfasern können aus den
oben beschriebenen Glassorten hergestellt sein, wobei Endlosfasern auf Basis von E-Glas
und den hochfesten Glassorten bevorzugt sind. Diese Endlosfasern werden in die erfindungsgemässen
Polyamidformmassen durch bekannte Verfahren zur Herstellung von langfaserverstärktem
Stäbchengranulat eingearbeitet, insbesondere durch Pultrusionsverfahren, bei denen
der endlose Faserstrang (Roving) mit der Polymerschmelze vollständig durchtränkt und
anschliessend abgekühlt und geschnitten wird. Das auf diese Art und Weise erhaltene
langfaserverstärkte Stäbchengranulat, das bevorzugt eine Granulatlänge von 3 bis 25
mm, insbesondere von 4 bis 12 mm aufweist, kann mit den üblichen Verarbeitungsverfahren
(wie z. B. Spritzgiessen, Pressen) zu Formteilen weiterverarbeitet werden.
[0046] Bevorzugt werden als Komponente (B) Glasfasern aus E-Glas, mit nicht-kreisförmigem
Querschnitt (flache Fasern) und mit einem Achsenverhältnis der Hauptquerschnittsachse
zur Nebenquerschnittsachse von wenigstens 2.5, und/oder hochfeste Glasfasern mit kreisförmigem
oder nicht-kreisförmigem Querschnitt und einer Glaszusammensetzung, beruhend im Wesentlichen
auf den Komponenten Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Magnesiumoxid, wobei der Anteil
an Magnesiumoxid (MgO) 5-15 Gew.-% und der Anteil an Calciumoxid 0 - 10 Gew.-% beträgt.
[0047] Die Glasfasern der Komponente (B) weisen bevorzugt als flache E-Glasfasern eine Dichte
von 2.54 - 2.62 g/cm
3, einen Zug-E-Modul von 70 - 75 GPa, eine Zugfestigkeit von 3000 - 3500 MPa und eine
Reissdehnung von 4.5 - 4.8% auf, wobei die mechanischen Eigenschaften an Einzelfasern
mit einem Durchmesser von 10 µm und eine Länge von 12.7 mm bei 23°C und einer relativen
Luftfeuchte von 50% bestimmt wurden.
[0048] Die erfindungsgemässen Glasfasern können mit einer für Thermoplaste, insbesondere
für Polyamid geeigneten Schlichte, enthaltend einen Haftvermittler auf Basis einer
Amino- oder Epoxysilanverbindung, versehen sein.
[0049] Bevorzugt liegt wie erwähnt der Anteil an
Komponente (C) im Bereich von 0.5-8 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1-6 Gew.-%.
[0050] Die Komponente (C) ist bevorzugt ein LDS-Additiv mit einem von Null verschiedenen
Absorptionskoeffizienten für UV-, VIS- oder IR-Strahlung, welches unter Einwirkung
von elektromagnetischer Strahlung, bevorzugt als Laserstrahlung, Metallkeime bildet,
die in einem chemischen Metallisierverfahren die Abscheidung von Metallschichten zur
Erzeugung von Leiterbahnen an den bestrahlten Stellen auf der Formteiloberfläche erleichtern
und/oder ermöglichen und/oder verbessern, wobei das LDS-Additiv vorzugsweise eine
Absorptionsfähigkeit im sichtbaren und infraroten Strahlungsbereich aufweist mit einem
Absorptionskoeffizient von wenigstens 0.05, bevorzugt wenigstens 0.1 und insbesondere
wenigstens 0.2, und/oder dass ein Absorber vorgesehen ist, der die Strahlungsenergie
auf das LDS-Additiv überträgt.
[0051] Die Komponente (C) ist bevorzugt ein LDS-Additiv mit einer mittleren Partikelgrösse
(D50) im Bereich von 50 - 20000 Nanometer, bevorzugt 200 bis 15000 Nanometer und besonders
bevorzugt 300 bis 5000 Nanometer, und/oder einem Aspektverhältnis (Verhältnis Länge
zu Durchmesser) von höchstens 10, insbesondere von höchstens 5. Der als Mass für die
Partikelgrösse angegebene D50-Wert ist ein Mass für die mittlere Teilchengrösse, wobei
50 Volumen-Prozent der Probe feiner und die anderen 50% der Probe grober sind als
der D50-Wert (Median).
[0052] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält Komponente (C) (oder besteht Komponente
(C) aus) ein LDS (Laser Direct Structuring)-Additiv ausgewählt aus der Gruppe der
Metalloxide, insbesondere sogenannte Spinelle mit der allgemeinen chemischen Formel
AB
2O
4
wobei steht
A für ein Metallkation mit der Wertigkeit 2, wobei bevorzugt A ausgewählt ist aus
der Gruppe bestehend aus: Magnesium, Kupfer, Kobalt, Zink, Zinn, Eisen, Mangan und
Nickel sowie Kombinationen davon;
B für ein Metallkation der Wertigkeit 3, wobei bevorzugt B ausgewählt ist aus der
Gruppe bestehend aus: Mangan, Nickel, Kupfer, Kobalt, Zinn, Titan, Eisen, Aluminium
und Chrom sowie Kombinationen davon,
und wobei mindestens ein LDS-Additiv ganz oder teilweise aus anorganischen Verbindungen
des Kupfers und/oder Zinns aufgebaut ist. Dabei ist insbesondere bevorzugt das LDS-Additiv
ein Kupfereisenspinell, ein kupferhaltiges Magnesiumaluminiumoxid, ein Kupfer-Chrom-Mangan-Mischoxid,
ein Kupfer-Mangan-Eisen-Mischoxid, gegebenenfalls jeweils mit Sauerstofffehlstellen,
oder Salze und Oxide des Kupfers, wie insbesondere Kupfer(I)oxid, Kupfer(II)oxid,
basische Kupferphosphate, Kupferhydroxidphosphat, Kupfersulfat, sowie Metallkomplexverbindungen,
insbesondere Chelatkomplexe von Kupfer, Zinn, Nickel, Cobalt, Silber und Palladium
oder Mischungen solcher Systeme, und/oder insbesondere ausgewählt aus der folgenden
Gruppe: Kupfer-Chrom-Mangan-Mischoxide, Kupfer-Mangan-Eisen-Mischoxide, Kupferchromoxid,
Zink-Eisenoxid, Kobalt-Chromoxid, Kobalt-Aluminiumoxid, Magnesiumaluminiumoxid, sowie
Mischungen und/oder oberflächenbehandelte und/oder Sauerstofffehlstellen aufweisende
Formen hiervon. Möglich sind z.B. Systeme, wie sie beispielsweise in WO-A-2000/35259 oder in Kunststoffe 92 (2002) 11, 2-7 beschrieben werden.
[0053] Ebenfalls bevorzugt wird als Komponente (C) ein LDS (Laser Direct Structuring)-Additiv
ausgewählt aus der Gruppe der Metalloxide, Metallmischoxide, Metallhydroxidoxide,
Metallsulfidoxide auf Basis von Zinn. Besonders bevorzugt ist Zinnoxid und dotiertes
Zinnoxid, wobei die Dotierung mit Antimon, Wismut, Molybdän, Aluminium, Titan, Silicium,
Eisen, Kupfer, Silber, Palladium und Kobalt erfolgen kann. Insbesondere wird Zinnoxid,
das mit Antimon, Titan oder Kupfer dotiert ist, bevorzugt. Weiterhin werden Mischungen
aus Zinnoxid und mindestens einem weiteren Metalloxid, insbesondere Antimonoxid als
LDS-Additive bevorzugt. Als weiteres Metalloxide werden dabei sowohl farblose hochbrechende
Metalloxide, wie insbesondere Titandioxid, Antimon(III)oxid, Zinkoxid, Zinnoxid und/oder
Zirkoniumdioxid verwendet als auch farbige Metalloxide wie z.B. Chromoxid, Nickeloxid,
Kupferoxid, Kobaltoxid und insbesondere Eisenoxid (Fe
2O
3, Fe
3O
4). Insbesondere bevorzugt wird die Mischung aus Zinnoxid und Antimon(III)oxid verwendet.
[0054] Vorzugsweise sind die dotierten Zinnoxide bzw. Metalloxid-Mischungen bzw. Zinnoxid
als Schichten auf plättchenförmigen Substraten, insbesondere Schichtsilikaten, wie
z.B. synthetischer oder natürlicher Glimmer, Talkum, Kaolin, Glasplättchen oder Siliciumdioxid-Plättchen,
ausgebildet. Als Substrat für die Metalloxide werden insbesondere Glimmer bzw. Glimmerschuppen
bevorzugt. Weiterhin kommen als Substrate auch plättchenförmige Metalloxide wie z.
B. plättchenförmiges Eisenoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, LCP's
(Liquid Crystal Polymers), holographische Pigmente oder beschichtete Graphitplättchen
in Betracht.
[0055] Besonders bevorzugt werden LDS-Additive auf Basis von Glimmer, wobei die Glimmeroberfläche
mit metalldotierten Zinnoxiden beschichtet ist. Insbesondere bevorzugt wird antimondotiertes
Zinnoxid. Beispiele für kommerziell erhältliche LDS-Additive gemäss der vorliegenden
Erfindung sind: Lazerflair LS820, LS825, LS830 und Minatec 230 A-IR der Firma Merck,
Stanostat CP40W, Stanostat CP15G oder Stanostat CP5C der Firma Keeling&Walker, Fabulase
322S, 330, 350 und 352 von Budenheim.
[0056] Die besonders bevorzugten LDS-Additive sind: Kupferchromit, Kupferhydroxidphosphat
und antimondotiertes Zinnoxid, wobei Letzteres bevorzugt in Kombination mit Glimmer
Verwendung findet.
[0057] Bevorzugt liegt der Anteil an
Komponente (D) im Bereich von 0-25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0-15 Gew.-% und besonders
bevorzugt im Bereich von 2 - 15 Gew.-%. Talk, Kreide oder Calciumcarbonat beispielsweise
können die Erzeugung von Metallkeimen erleichtern oder die Haftung der Leiterbahnen
am Substrat erhöhen.
[0058] Als partikuläre Füllstoffe der Komponente (D) kommen alle dem Fachmann bekannten
Füllstoffe in Frage. Hierzu zählen insbesondere partikuläre Füllstoffe ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Talk (Magnesiumsilikat), Glimmer, Silikaten, Quarz, Wollastonit,
Kaolin, Kieselsäuren, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, Kreide, gemahlenem oder
gefälltem Calciumcarbonat, Kalk, Feldspat, anorganische Pigmente, wie z.B., Eisenoxid
oder Eisenmanganoxid oder insbesondere Weisspigmente, wie Bariumsulfat, Zinkoxid,
Zinksulfid, Lithopone und Titandioxid (Rutil, Anatas), permanentmagnetischen oder
magnetisierbaren Metallen oder Legierungen, hohlkugeligen Silikatfüllstoffen, Aluminiumoxid,
Bornitrid, Borcarbid, Aluminiumnitrid, Calciumfluorid und Mischungen hiervon. Die
Füllstoffe können auch oberflächenbehandelt sein.
[0059] Komponente (D) ist oder besteht bevorzugtermassen ausschliesslich aus den anorganischen
Weisspigmenten, ausgewählt aus der Gruppe Bariumsulfat, Zinkoxid, Zinksulfid, Lithopone
und Titandioxid (Rutil, Anatas), wobei die, Weisspigmente bevorzugtermassen über eine
mittlere Partikelgrösse (D50) im Bereich von 0.1-40 µm, bevorzugt im Bereich von 0.1-20
µm, insbesondere im Bereich von 0.1-10 µm verfügen. Besonders bevorzugt wird Zinksulfid.
Die als Komponente (D) verwendeten Metalloxide sind verschieden von den Komponenten
(C) und (E).
[0060] Natürlich können die erfindungsgemässen thermoplastischen Polyamidformmassen weiterhin
übliche und dem Fachmann allgemein bekannte Zusatzstoffe der
Komponente (E) in Form der Additive (E) enthalten, die bevorzugt aus der Gruppe ausgewühlt sind
bestehend aus: Haftvermittlern, Stabilisatoren, Alterungsschutzmitteln, Antioxidantien,
Antiozonantien, Lichtschutzmitteln, UV-Stabilisatoren, UV-Absorbern, UV-Blockern,
anorganischen Hitzestabilisatoren, insbesondere auf Basis von Kupferhalogeniden und
Alkalihalogeniden, organischen Hitzestabilisatoren, Leitfähigkeitsadditiven, Russ,
optischen Aufhellern, Verarbeitungshilfsmitteln, Nukleierungsmitteln, Kristallisationsbeschleunigern,
Kristallisationsverzögerern, Fliesshilfsmitteln, Gleitmitteln, Entformungsmitteln,
Verträglichkeitsvermittlern, Weichmachern, Pigmenten, insbesondere organische Pigmente,
Farbstoffen verschieden von Komponente (D), Markierungsstoffen und Mischungen hiervon.
[0061] Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Bauteil (Formteil), insbesondere Bauteil
mit elektrischen Leiterbahnen, auf Basis einer Formmasse wie oben dargestellt. Einsatzgebiete
für die MID-Technologie sind der Automobilbau, die Industrieautomation, die Medizintechnik,
die Hausgeräteindustrie, Unterhaltungselektronik, die Telekommunikationstechnik, die
Mess- und Analysetechnik, Maschinenbau, sowie Luft- und Raumfahrt. Die Erfindung betrifft
damit auch indirekt einen Artikel, insbesondere einen Schaltungsträger, enthaltend
ein Formteil, hergestellt aus der erfindungsgemässen Formmasse. In einer Ausführungsform
wird der Schaltungsträger genutzt, um eine Antenne auszubilden.
[0062] Solche Formteile sind beispielsweise Gehäuse oder Gehäuseteile für tragbare elektronische
Geräte, wie z.B. PDAs, Mobiltelefone, andere Telekommunikations-Geräte, Gehäuse oder
Gehäuseteile für Personal Computer, Notebooks, medizinische Geräte, wie z.B. Hörgeräte,
Sensortechnik, oder RFID (Radio Frequency IDentification) Transponder oder Teile für
den Automobilbereich, wie z.B. Airbagmodul, Multifunktionslenkrad.
[0063] Aufgrund der umfangreichen Gestaltungsmöglichkeiten beim Kunststoffspritzgiessen
können dreidimensionale Schaltungsträger realisiert werden. Darüber hinaus können
typische mechanische Funktionen wie Halter, Führungen, Taster, Stecker oder andere
Verbindungselemente integriert werden. Ebenfalls möglich sind Konnektoren für Elektro-
und Elektronik-Anwendungen sowie für Kraftstoffsysteme. Weitere Ausführungsformen
sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0064] Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[0065] Die Erfindung soll nachfolgend unter Verwendung von spezifischen Ausführungsbeispielen
(B) beschrieben und mit den weniger leistungsfähigen Systemen nach dem Stand der Technik
(VB) verglichen werden. Die in der Folge angegebenen Ausführungsbeispiele dienen zur
Stützung der Erfindung und zum Nachweis der Unterschiede zum Stand der Technik, sie
sollen aber nicht zur Einschränkung des allgemeinen Gegenstandes der Erfindung, wie
er in den Patentansprüchen definiert ist, hinzugezogen werden.
Beispiele B1 bis B9 und Vergleichsbeispiele VB1 und VB2
[0066] Die in den Tabellen 2 und 3 angegebenen Komponenten werden in einem zweiwelligen
Extruder der Firma Werner und Pfleiderer mit einem Schneckendurchmesser von 25 mm
bei vorgegebenen Prozessparametern (vgl. Tabelle 1) compoundiert. Dabei werden die
Polyamidgranulate sowie die Zusatzstoffe in die Einzugszone dosiert, während die Glasfaser
über einen Sidefeeder 3 Gehäuseeinheiten vor der Düse in die Polymerschmelze dosiert
wird. Die Granulierung erfolgte mittels einer Unterwassergranulierung bzw. Heissabschlags
unter Wasser, bei der die Polymerschmelze durch eine Lochdüse gedrückt und direkt
nach dem Austritt aus der Düse von einem rotierenden Messer in einem Wasserstrom granuliert
wird. Nach Granulierung und Trocknung bei 120°C für 24h wurden die Granulateigenschaften
gemessen und die Prüfkörper hergestellt.
[0067] Die Compounds werden mit einer Spritzgussmaschine Arburg Allrounder 320-210-750 zu
Probekörpern bei definierten Zylindertemperaturen der Zonen 1 bis 4 und einer definierten
Werkzeugtemperatur (siehe Tabelle 1) verspritzt.
Tabelle 1: Compoundier- und Spritzgussbedingungen für die Beispiele B1-B9 und Vergleichsbeispiele
VB1 und VB2
| Compoundier-/Verarbeitungsparameter |
B1-B9, VB1, VB2 |
| Compoundierung |
Zylindertemperaturen |
350 |
| Schneckendrehzahl |
180 |
| Durchsatz |
8 |
| Spritzguss |
Zylindertemperaturen |
340 |
| Werkzeugtemperatur |
80 |
| Schneckenumfangs geschwindigkeit |
15 |
Tabelle 2: Zusammensetzung und Eigenschaften der Beispiele B1 bis B4 und der Vergleichsbeispiele
VB1 und VB2
| |
Einheit |
VB1 |
VB2 |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
| Zusammensetzung |
| PA 6T/10T |
Gew.-% |
65.5 |
45.5 |
45.5 |
35.5 |
35.5 |
35.5 |
| PPE Typ A |
Gew.-% |
|
|
20 |
30 |
30 |
30 |
| PA 6I/6T |
Gew.-% |
|
20 |
|
|
|
|
| Glasfaser Typ A |
Gew.-% |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
| Glasfaser Typ B |
Gew.-% |
|
|
|
|
|
|
| LDS-Additiv 1 |
Gew.-% |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
|
| LDS-Additiv 2 |
Gew.-% |
|
|
|
|
4 |
|
| LDS-Additiv 3 |
Gew.-% |
|
|
|
|
|
4 |
| STAB |
Gew.-% |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
| Eigenschaften |
| Zug-E-Modul |
MPa |
9200 |
8400 |
9200 |
9500 |
9700 |
9700 |
| Reissfestigkeit |
MPa |
139 |
110 |
138 |
140 |
168 |
166 |
| Reissdehnung |
% |
2.0 |
2.2 |
2.3 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
| Schlagzähigkeit 23°C |
kJ/m2 |
25 |
32 |
36 |
37 |
68 |
64 |
| Kerbschlagzähigkeit 23°C |
kJ/m2 |
4.5 |
5.1 |
5.1 |
5.2 |
9 |
8 |
| HDT A (1.8 MPa) |
°C |
253 |
162 |
225 |
226 |
231 |
224 |
| HDT B (0.45 MPa) |
°C |
>280 |
258 |
260 |
262 |
268 |
263 |
| Glanz 85° |
|
82 |
75 |
90 |
92 |
93 |
94 |
| Lötbarkeit (Plattendicke ohne Blister) |
mm |
1.2 |
1.7 |
1.2 |
1.2 |
1.2 |
1.2 |
| Metallisierbarkeit |
|
+ |
++ |
++ |
++ |
++ |
++ |
Tabelle 3: Zusammensetzung und Eigenschaften der der Beispiele B5 bis B9
| |
Einheit |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
| Zusammensetzung |
| PA 6T/10T |
Gew.-% |
35.5 |
35.5 |
35.5 |
35.5 |
35.5 |
| PPE Typ A |
Gew.-% |
30 |
30 |
20 |
15 |
20 |
| PPE Typ B |
Gew.-% |
|
|
10 |
15 |
10 |
| Glasfaser Typ A |
Gew.-% |
|
|
30 |
|
|
| Glasfaser Typ B |
Gew.-% |
30 |
30 |
|
30 |
30 |
| LDS-Additiv 1 |
Gew.-% |
4 |
|
|
|
|
| LDS-Additiv 2 |
Gew.-% |
|
4 |
4 |
4 |
4 |
| STAB |
Gew.-% |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
| Eigenschaften |
| Zug-E-Modul |
MPa |
9700 |
9800 |
9700 |
9800 |
9700 |
| Reissfestigkeit |
MPa |
145 |
170 |
165 |
172 |
171 |
| Reissdehnung |
% |
2.3 |
2.6 |
2.4 |
2.5 |
2.5 |
| Schlagzähigkeit 23°C |
kJ/m2 |
45 |
75 |
70 |
75 |
80 |
| Kerbschlagzähigkeit 23°C |
kJ/m2 |
8 |
12 |
14 |
12 |
14 |
| HDT A (1.8 MPa) |
°C |
224 |
232 |
230 |
234 |
233 |
| HDT B (0.45 MPa) |
°C |
264 |
267 |
266 |
270 |
268 |
| Glanz 85° |
|
93 |
95 |
94 |
96 |
95 |
| Lötbarkeit (Plattendicke ohne Blister) |
mm |
1.2 |
1.2 |
1.7 |
1.2 |
1.2 |
| Metallisierbarkeit |
- |
++ |
++ |
++ |
++ |
++ |
Tabelle 4 Zusammensetzung und Eigenschaften der Beispiele B10 bis B16
| |
|
Einheit |
B10 |
B11 |
B12 |
B13 |
B14 |
B15 |
B16 |
| PA 6T/10T |
|
Gew.-% |
33.5 |
33.5 |
35.5 |
35.5 |
35.5 |
35.5 |
50.5 |
| PPE Typ C |
PPE |
Gew.-% |
25.6 |
|
|
|
|
|
|
| |
PA66 |
Gew.-% |
6.4 |
|
|
|
|
|
|
| PPE Typ D |
PPE |
Gew.-% |
|
6.4 |
|
|
|
|
|
| |
PA66 |
Gew.-% |
|
25.6 |
|
|
|
|
|
| PPE Typ E |
PPE |
Gew.-% |
|
|
22.5 |
|
|
|
|
| |
PA66 |
Gew.-% |
|
|
7.5 |
|
|
|
|
| PPE Typ F |
PPE |
Gew.-% |
|
|
|
7.5 |
|
|
|
| |
PA66 |
Gew.-% |
|
|
|
22.5 |
|
|
|
| PPE Typ G |
PPE |
Gew.-% |
|
|
|
|
18.0 |
|
|
| |
PA66 |
Gew.-% |
|
|
|
|
12.0 |
|
|
| PPE |
PPE |
Gew.-% |
|
|
|
|
|
30 |
15 |
| Glasfaser Typ A |
|
Gew.-% |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
| LDS-Additiv 1 |
|
Gew.-% |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
| STAB |
|
Gew.-% |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
| Zug-E-Modul |
|
MPa |
9900 |
10'000 |
10'000 |
9900 |
10'100 |
10'000 |
10'200 |
| Reissfestigkeit |
|
MPa |
141 |
142 |
144 |
136 |
142 |
145 |
148 |
| Reissdehnung |
|
% |
2.1 |
2.2 |
2.1 |
2.0 |
2.0 |
2.2 |
2.2 |
| Schlagzähigkeit 23°C |
|
kJ/m2 |
36 |
39 |
32 |
40 |
35 |
38 |
38 |
| Kerbschlagzähigkeit 23°C |
|
kJ/m2 |
5.4 |
5.1 |
5.0 |
5.2 |
5.0 |
5.5 |
5.5 |
| HDT A (1.8 MPa) |
|
°C |
228 |
212 |
235 |
216 |
230 |
232 |
235 |
| HDT B (0.45 MPa) |
|
°C |
260 |
245 |
262 |
244 |
260 |
262 |
264 |
| Glanz 85° |
|
|
95 |
86 |
90 |
86 |
92 |
94 |
90 |
| Lötbarkeit (Plattendicke ohne Blister) |
|
mm |
1.2 |
1.7 |
1.2 |
1.7 |
1.2 |
1.2 |
1.2 |
| Metallisierbarkeit |
|
|
++ |
+ |
++ |
+ |
++ |
++ |
+ |
Legende, Materialien:
[0068]
PA 6I/6T Amorphes, teilaromatisches Polyamid auf Basis von Terephthalsäure (30 mol-%),
Isophthalsäure (70 mol-%) und 1,6-Hexandiamin, mit einer Glasübergangstemperatur von
125°C und einer Lösungsviskosität von 1.54.
PA 6T/10T Teilkristallines, teilaromatisches Polyamid auf Basis von 1,6-Hexandiamin
(15 mol-%), 1,10-Decandiamin (85 mol-%) und Terephthalsäure, mit einem Schmelzpunkt
von 305°C und einer Lösungsviskosität von 1.62.
PPE Typ A - H Mischungen aus PA66 und PPE (Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether))
im Verhältnis gemäss der nachfolgenden Tabelle, gepfropft mit Maleinsäureanhydrid
(MAH-Gehalt jeweils bezogen auf die gepfropfte Mischung)
| PPE Typ |
Anteil PPE [Gew.-Teile] |
Anteil PA66 [Gew.-Teile] |
MAH [Gew.-Teile] |
| A |
50 |
50 |
2 |
| B |
50 |
50 |
0.2 |
| C |
80 |
20 |
2 |
| D |
20 |
80 |
2 |
| E |
75 |
25 |
2 |
| F |
25 |
75 |
2 |
| G |
60 |
40 |
2 |
PPE Typ A entspricht damit dem Produkt Bondyram 6008; und PPE Typ B entspricht dem
Produkt Bondyram 6009, beide, Polyram.
PPE PPE (Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)), gepfropft mit Maleinsäureanhydrid
(MAH-Gehalt: 1% bezogen auf das gepfropfte PPE)
Glasfaser Typ A CPIC ECS 301 HP, 3 mm lang, 10 µm Durchmesser, CPIC, China. (Glasfasern
mit kreisförmigem Querschnitt)
Glasfaser Typ B CPIC ECS 301 T, 3 mm lang, 24 µm breit, 8 µm dick, Aspektverhältnis
der Querschnittsachsen = 3, CPIC, China (Flache Glasfaser)
LDS-Additiv 1 Shepherd Schwarz 30C965 (The Shepherd Color Company), Kupferchromit
(CuCr
2O
4), mittlere Partikelgrösse von 0.6 µm.
LDS-Additiv 2 Fabulase 322 S, Kupfer(II)hydroxydphosphat, Budenheim
LDS-Additiv 3 Fabulase 330, Metallphosphat auf Zinnbasis, Budenheim
STAB Hitzestabilisierung, N,N'-hexan-1,6-diylbis(3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropionamid)),
Irganox 1098, BASF
[0069] Die Messungen wurden nach folgenden Normen und an folgenden Prüfkörpern durchgeführt.
(Thermo-) Mechanische Parameter:
[0070] Der Zug-E-Modul wurde nach ISO 527 mit einer Zuggeschwindigkeit von 1 mm/min, die
Streckspannung, die Reissfestigkeit und die Reissdehnung wurden bestimmt gemäss ISO
527 mit einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min (unverstärkte Varianten) oder einer
Zuggeschwindigkeit von 5 mm/min (verstärkte Varianten) bei einer Temperatur von 23
°C, wobei als Probekörper ein ISO-Zugstab , Norm: ISO/CD 3167, Typ A1, 170 x 20/10
x 4 mm, verwendet wurde.
[0071] Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit nach Charpy wurden nach ISO 179 am ISO-Prüfstab,
Norm: ISO/CD 3167, Typ B1, 80 x 10 x 4 mm bei Temperatur 23 °C gemessen. Das thermische
Verhalten (Schmelztemperatur (T
m), Schmelzenthalpie (ΔH
m), Glasumwandlungstemperatur (T
g)) wurde anhand der ISO-Norm 11357-11-2 am Granulat bestimmt. Die Differential Scanning
Calorimetry (DSC) wurde mit Aufheizrate von 20 °C/min durchgeführt.
[0072] Die relative Viskosität (η
rel) wurde gemäss DIN EN ISO 307 anhand von 0,5 Gew.-%-igen m-Kresollösungen bei 20 °C
gemessen. Als Probe wird Granulat verwendet.
[0073] Die Wärmeformbeständigkeit in Form von HDT A (1,8 MPa) und HDT B (0.45 MPa) wurden
gemäss ISO 75 an ISO-Schlagstäben der Dimension 80x10x4 mm bestimmt.
Oberflächeneigenschaften, Glanz:
[0074] Der Glanz wurde an Platten der Dimension 80x80x1mm mit einem Gerät des Typs Minolta
Multi Gloss 268 unter einem Winkel von 85° und bei einer Temperatur von 23°C nach
ISO 2813 bestimmt.
Laserstrukturierbarkeit:
[0075] Zur Beurteilung des Metallisierungsverhaltens wurden spritzgegossene Formteile (Platte
60 x 60 x 2 mm) mit Hilfe eines Nd:YAG-Lasers strukturiert und nachfolgend stromlos
im Verkupferungsbad metallisiert. Bei der Laserstrukturierung wurden auf der Formteiloberfläche
18 nebeneinanderliegende, 5 x 7 mm grosse Bereiche bestrahlt. Die Laserstrukturierung
erfolgte mittels eines LPKF Microline 3D Lasers bei einer Wellenlänge von 1064 nm
und einer Bestrahlungsbreite von circa 50 µm bei einer Geschwindigkeit von 4 m/s.
Dabei wurde sowohl die Pulsfrequenz als auch die Leistung des Lasers variiert. Für
die konkreten Pulsfrequenzen von 60, 80 und 100 kHz wurde die Leistung jeweils im
Bereich von 3 - 17 Watt variiert. Im Anschluss an die Laserstrukturierung werden die
Formteile einem Reinigungsprozess zur Entfernung der Rückstände des Laserprozesses
unterworfen. Die Formteile durchlaufen dabei nacheinander Ultraschallbäder mit Tensid
und deionisiertem Wasser. Die gereinigten Formteile werden sodann in einem reduktiven
Verkupferungsbad (MacDermid MID-Copper 100 B1) für 60 - 80 Minuten metallisiert. Dabei
scheidet sich auf den vom Laser bestrahlten Flächen Kupfer in einer durchschnittlichen
Dicke von 3 bis 5 µm ab.
Metallisierbarkeit:
[0076] Der Metallisierbarkeit wurde optisch wie folgt beurteilt:
++: alle 18 Felder werden jeweils gleichmässig metallisiert und die abgeschiedene
Kupferschicht hat eine durchschnittliche Dicke von 3 bis 5 µm.
+: 15 - 17 Felder, werden jeweils gleichmässig metallisiert und die abgeschiedene
Kupferschicht hat eine durchschnittliche Dicke von 3 bis 5 µm (Felder strukturiert
bei minimaler Energie werden ungenügend metallisiert).
○: 12 - 14 Felder werden jeweils gleichmässig metallisiert und die abgeschiedene Kupferschicht
hat eine durchschnittliche Dicke von 3 bis 5 µm.
-: Weniger als 12 Felder werden jeweils gleichmässig metallisiert und die abgeschiedene
Kupferschicht hat eine durchschnittliche Dicke von 3 bis 5 µm bzw. unstrukturierte
Bereiche (ohne Bestrahlung) wurden metallisiert.
[0077] Die chemisch-reduktive Kupferabscheidung ist bei allen moulded interconnect device
(MID)-Technologien der entscheidende Startmetallisierungsprozess, der über die Qualität
der Gesamtschicht entscheidet. Deshalb ist es völlig ausreichend, die Qualität der
Primärmetallschicht zu beurteilen. Um zum fertigen MID-Teil zu kommen, werden aufbauend
auf der ersten Kupferschicht (Primärschicht) in der Regel Nickel und anschliessend
eine Endschicht aus Tauchgold abgeschieden. Selbstverständlich können auch andere
Metallschichten, wie z.B. weitere Kupfer-, Palladium-, Zinn- oder Silberschichten
auf die Primärschicht aufgebracht werden.
Lötbarkeit:
[0078] Es werden Stufenplatten folgender Abmessungen im Spritzgussverfahren hergestellt:
Länge x Breite 60x60 dabei ist die Plattenhöhe in 5 treppenartigen Stufen wie folgt
ausgeführt: 1.2mm, 1.7mm, 2.2mm, 2.7mm und 3.2mm. Dabei sind die Treppenstufen 60mm
breit und 12mm tief. Diese Stufenplatten werden bei 85°C und 85% relativer Feuchte
für 168 Stunden in einem Klimaschrank Allen 600 der Firma Angelantoni Industrie s.p.a.
(IT) konditioniert wie es in dem Joint Industry Standard IPC/JEDEC J-STD-020D.1 für
den Feuchtigkeitssensitivitätslevel 1 (Moisture Sensitivity Level, SML 1) beschrieben
ist. Danach werden jeweils 3 Stufenplatten auf eine Platine gelegt (einseitige Temperaturbelastung)
und mit einer Bandgeschwindigkeit von 200 mm/min durch ein Reflow Lötsystem RO300FC
der Firma Essemtec AG (CH) transportiert. Die Heizzonen werden auf die in der Tabelle
5 aufgeführten Temperaturen eingestellt. Bei Prüfung 2 (einseitig) ergibt sich für
die 1.7mm dicke Plattenstufe das vorgeschriebene Lötprofil mit einer Peaktemperatur
von 260°C. Die Oberflächentemperatur bei der Stufe mit 1.7mm Dicke ist 54 sec über
255°C und 22 sec über 260°C. Als Ergebnis der Lötprüfung wurde die Dicke der Prüfplattenstufe
ohne Blister als minimale Wandstärke bestimmt und in die Tabellen 2 bis 4 eingetragen.
[0079] VB1 weist geringe Reissdehnung, Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit auf und hat
einen zu niedrigen Glanz. Durch Verwendung des amorphen Polyamids 6T/6I (30:70) in
VB2 wird zwar die Reissdehnung und die Schlagzähigkeit gegenüber VB1 verbessert, die
Reissfestigkeit und der Glanz werden aber verschlechtert. Weiterhin sinkt der HDT
A, B durch Verwendung des amorphen Polyamids zu weit ab, so dass eine sichere Lötbarkeit
nicht mehr gewährleistet ist.
[0080] Setzt man zum teilaromatischen, teilkristallinen Polyamid nun aber einen amorphen
Polyphenylenether zu, so werden bei gleichem Niveau der Reissfestigkeit die Reissdehnung,
die Schlagzähigkeit und der Glanz unerwartet erhöht. HDT A und B erreichen ein ausreichendes
Niveau, um eine sichere Lötbarkeit zu gewährleisten.
[0081] Eine weitere Verbesserung, insbesondere hinsichtlich der Reissfestigkeit, Reissdehnung
sowie Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit, wird erzielt, wenn, wie in den Beispielen
B3 und B4, das LDS-Additiv Kupferchromit durch Kupfer oder Zinn basierte Phosphate
ersetzt wird.
[0082] Wie der Vergleich der Beispiele B2 mit B5 oder B3 mit B6 ergibt, können durch die
Verwendung der bevorzugten flachen Glasfasern die mechanischen Eigenschaften sowie
der Glanz nochmals gegenüber den Formmassen mit runden Glasfasern verbessert werden.
1. Thermoplastische Formmasse bestehend aus:
(A) 30 - 84.9 Gew.-% einer thermoplastischen Polymermischung, bestehend aus
(A1) 50 - 90 Gew.-% eines teilaromatischem, teilkristallinen Polyamids oder einer
Mischung solcher Polyamide;
(A2) 5 - 50 Gew.-% eines Polyphenylenethers oder einer Mischung solcher Polyphenylenether,
(A3) 0 - 40 Gew.-% eines teilkristallinen, aliphatischen Polyamids oder einer Mischung
solcher Polyamide,
wobei sich (A1) - (A3) zu 100 Gew.-% Komponente (A) ergänzen mit der Massgabe, dass
die Summe von (A2) und (A3) 10 bis 50 Gew.-% der Komponente (A) ausmacht;
(B) 15 - 60 Gew.-% Glasfasern;
(C) 0.1 - 10 Gew.-% LDS-Additiv oder einer Mischung von LDS-Additiven, wobei mindestens
ein LDS-Additiv ganz oder teilweise aus anorganischen Verbindungen des Kupfers und/oder
Zinns aufgebaut ist;
(D) 0 - 40 Gew.-% partikulärer Füllstoff, verschieden von (C)
(E) 0 - 5 Gew.-% weitere andere Additive;
wobei die Summe aus (A) - (E) 100 Gew.-% ausmacht.
2. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Komponenten (A2) und/oder (A3), vorzugsweise gemeinsam als Mischung
aus (A2) und (A3), gepfropft sind, bevorzugt vor der Zusammenführung mit den restlichen
Komponenten (A1), (B) und (C) sowie gegebenenfalls (D) und/oder (E), wobei die Komponenten
(A2) und/oder (A3) vorzugsweise gepfropft sind mit ungesättigtem Anhydrid, vorzugsweise
Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, und/oder mit Acrylsäure, Methacrylsäure,
Maleinsäure, Maleinsäuremonobutylester, Fumarsäure, Aconitsäure oder einer Mischung
davon, bevorzugt in einem Pfropfgrad im Bereich zwischen 0.05 bis 5 Gew.-%, bevorzugt
0.1-3 Gew.-% und insbesondere 0.2 bis 1.5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht
der Komponente (A2), der Komponente (A3), oder im Fall der Mischung auf die Summe
von (A2) und (A3).
3. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von (A2) zu (A3) im Bereich von 4:1 bis 1:4 liegt, und weiter bevorzugt
das Verhältnis von (A1) zu (A2) oder von (A1) zur Summe von (A2) und (A3) im Bereich
von 4:1 bis 1:2 liegt.
4. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das teilkristalline, aliphatische Polymer der Komponenten (A3) ausgewählt ist aus
der Gruppe bestehend aus: Polyamid 6, Polyamid 10, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid
1212, Polyamid 1012, Polyamid 1210, Polyamid 46, Polyamid 66, Polyamid 612, Polyamid
126, Polyamid 106, Polyamid 610, Polyamid 1010, Polyamid 614, Polyamid 618, Polyamid
1014, Polyamid 1018, Polyamid 1214, Polyamid 1218 sowie Copolyamide oder Mischungen
davon; und/oder dass der Anteil der Komponente (A3) innerhalb der 100 Gew.-% der Komponente
(A), im Bereich von 5 - 40 Gew.-% liegt, vorzugsweise im Bereich von 10 - 35 Gew.-%,
insbesondere vorzugsweise im Bereich von 20 - 30 Gew.-%.
5. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Komponente (A) im Bereich von 55 - 90 Gew.-% oder 37-80.5 Gew.-% liegt,
vorzugsweise im Bereich von 49-79 Gew.-%,
und/oder dass der Anteil an Komponente (B) im Bereich von 18-55 Gew.-%, vorzugsweise
im Bereich von 20-45 Gew.-% oder im Bereich von 25 - 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf
die Summe aus (A) - (E).
6. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyphenylenether der Komponente (A2) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus: Poly(2,6-diethyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylen)ether,
Poly(2-methyl-6-propyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-dipropyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-ethyl-6-propyl-1,4-phenylen)ether
oder Copolymere oder Mischungen davon
und/oder dass der Anteil der Komponente (A2) innerhalb der 100 Gew.-% der Komponente
(A), im Bereich von 10 - 45 Gew.-% oder 10 - 46 Gew.-% liegt, vorzugsweise im Bereich
von 15-45 Gew.-% oder 15-40 Gew.-% liegt, insbesondere vorzugsweise im Bereich von
20-40 Gew.-% und/oder dass mindestens einer der Polyphenylenether der Komponente (A2)
mit Maleinsäureanhydrid zwischen 0.05 bis 5%, bevorzugt 0.1-3% und insbesondere 0.2
bis 1.5% gepfropft ist.
7. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Komponente (B) eine Glasfaser aus E-Glas mit kreisförmigem Querschnitt ist, oder
dass die Komponente (B) eine Glasfaser oder ein Gemisch aus Glasfasern aus E-Glas
mit nicht-kreisförmigem Querschnitt und vorzugsweise einem Achsenverhältnis von Haupt-
zu Nebenquerschnittsachse wenigstens 2.5, vorzugsweise im Bereich von 2.5 - 6, ist,
oder dass die Komponente (B) eine hochfeste Glasfaser oder ein Gemisch aus hochfesten
Glasfasern mit kreisförmigem oder nicht-kreisförmigem Querschnitt und einer Glaszusammensetzung,
beruhend im Wesentlichen auf den Komponenten Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Magnesiumoxid,
wobei der Anteil an Magnesiumoxid (MgO) 5-15 Gew.-% und der Anteil an Calciumoxid
(CaO) 0 - 10 Gew.-% beträgt, ist.
8. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das teilaromatische, teilkristalline Polyamid (A1) gebildet ist aus einem oder einer
Mischung von Polyamiden gebildet aus:
(A1_a): 50 - 100 Mol-% aromatischer Terephthalsäure und/oder Naphthalindicarbonsäure,
bezogen auf den Gesamtgehalt an anwesenden Dicarbonsäuren, 0 - 50 Mol-% einer aliphatischen
Dicarbonsäure, bevorzugt mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, und/oder einer cycloaliphatischen
Dicarbonsäure mit bevorzugt 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, und/oder Isophthalsäure;
(A1_b): 80 - 100 Mol-% mindestens eines aliphatischen Diamins mit 4-18 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, bezogen auf den Gesamtgehalt an anwesenden
Diaminen, 0 - 20 Mol-% cycloaliphatische Diamine, vorzugsweise mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen
und/oder araliphatische Diamine, wobei im Polyamid (A1) der prozentuale Molgehalt
an Dicarbonsäuren 100 % und der prozentuale Molgehalt an Diaminen 100 % ausmacht,
und gegebenenfalls aus:
(A1_c): Aminocarbonsäuren und/oder Lactamen mit bevorzugt mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen.
9. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid (A1) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: PA 4T/4I, PA 4T/6I,
PA 5T/5I, PA 6T/6, PA 6T/6I, PA 6T/6I/6, PA 6T/66, 6T/610, 6T/612, PA 6T/10T, PA 6T/10I,
PA 9T, PA 10T, PA 12T, PA 10T/10I, PA10T/106, PA10T/610, PA10T/612, PA10T/66, PA10T/6,
PA10T/1010, PA10T/1012, PA10T/12, PA10T/11, PA 6T/9T, PA 6T/12T, PA 6T/10T/6I, PA
6T/6I/6, PA 6T/6I/12 sowie Mischungen davon.
10. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Komponente (C) im Bereich von 0.5-8 Gew.-% liegt, vorzugsweise im Bereich
von 1-6 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe aus (A) - (E).
11. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Komponente (C) mindestens ein LDS-Additiv auf Basis des Kupfers und/oder Zinns enthält
oder ganz gebildet wird durch ein LDS-Additiv auf Basis des Kupfers und/oder Zinns
ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Metalloxid, Metallphosphat, vorzugsweise basisches
Metallphosphat und/oder Metallhydroxidphosphat,
wobei vorzugsweise Komponente (C) mindestens ein LDS-Additiv enthält oder ganz gebildet
wird durch ein LDS-Additiv ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Zinnoxid; Metall-
oder Metalloxid-dotiertes Zinnoxid; Antimon-dotiertes Zinnoxid; Metalloxidbeschichteter
Glimmer; mit Antimon-dotiertem Zinnoxid beschichteter Glimmer; Mischung aus Zinnoxid
und Antimonoxid und optional weiterer Metalloxide; Spinelle; Kupferchromoxid; Kupferoxid;
Kupferhydroxid; Kupferhydroxidphosphat; Kupferphosphat; basische Kupferphosphate;
Kupfer-Zinn-Phosphat; basisches Kupfer-Zinn-Phosphat; Zinnphosphat; basisches Zinnphosphat;
antimondotiertes Zinnoxid, bevorzugt in Kombination mit Glimmer; oder Mischungen und
Kombinationen davon, wobei es sich bei Komponente (C) vorzugsweise um ein LDS-Additiv
handelt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Kupferchromoxid, Kupferoxid, Kupferhydroxydphosphat,
Zinnhydroxydphosphat, Zinnphosphat, Kupferphosphat, basische Kupferphosphate und Zinnphosphate,
oder Mischungen davon.
12. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Komponente (D) im Bereich von 0-25 Gew.-% liegt, vorzugsweise im Bereich
von 0-15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich vom 2 - 15 Gew.-%, jeweils bezogen
auf die Summe aus (A) - (E).
13. Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Komponente (D) ein anorganisches Weisspigment ist, vorzugsweise ausgewählt aus der
Gruppe Bariumsulfat, Zinkoxid, Zinksulfid, Lithopone und Titandioxid, vorzugsweise
in der Rutil oder der Anatas Modifikation, oder Mischungen solcher Weisspigmente.
14. Verfahren zur Herstellung einer Formmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem ersten Schritt die Komponente (A2) und/oder die Komponente (A3), vorzugsweise
eine Mischung aus den Komponenten (A2) und (A3), gepfropft werden, vorzugsweise gepfropft
werden mit ungesättigtem Anhydrid, vorzugsweise Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid,
und/oder mit Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäuremonobutylester, Fumarsäure,
Aconitsäure oder einer Mischung davon, bevorzugt in einem Pfropfgrad im Bereich zwischen
0.05 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0.1-3 Gew.-% und insbesondere 0.2 bis 1.5 Gew.-%, jeweils
bezogen auf das Gewicht der Komponente (A2), der Komponente (A3), oder im Fall der
Mischung auf die Summe von (A2) und (A3),
und anschliessend in einem zweiten Schritt diese gepfropfte Komponente(n) mit den
restlichen Komponenten (A1), (B) und (C) sowie gegebenenfalls (D) und/oder (E), zusammengeführt
und gemischt werden.
15. Bauteil, insbesondere Bauteil mit elektrischen Leiterbahnen, auf Basis einer Formmasse
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bevorzugt als Gehäuse oder Gehäuseteil für
tragbare elektronische Geräte, wie insbesondere PDAs, Mobiltelefone, Telekommunikations-Geräte,
Gehäuse oder Gehäuseteile für Personal Computer, Notebooks, medizinische Geräte, wie
insbesondere Hörgeräte, Sensortechnik, oder RFID Transponder oder Teile für den Automobilbereich,
wie insbesondere Airbagmodul, Multifunktionslenkrad.
1. A thermoplastic molding composition consisting of:
(A) 30 - 84.9 wt% of a thermoplastic polymer mixture consisting of
(A1) 50 - 90 wt% of a semiaromatic, semicrystalline polyamide or of a mixture of such
polyamides,
(A2) 5 - 50 wt% of a polyphenylene ether or of a mixture of such polyphenylene ethers,
(A3) 0 - 40 wt% of a semicrystalline, aliphatic polyamide or of a mixture of such
polyamides,
(A1) - (A3) adding up to 100 wt% of component (A),
with the proviso that the sum of (A2) and (A3) accounts for 10 to 50 wt% of component
(A) ;
(B) 15 - 60 wt% of glass fibers;
(C) 0.1 - 10 wt% of LDS additive or of a mixture of LDS additives, at least one LDS
additive being composed wholly or partly of inorganic compounds of copper and/or of
tin;
(D) 0 - 40 wt% of particulate filler other than (C) ;
(E) 0 - 5 wt% of further, different additives; the sum of (A) - (E) making up 100
wt%.
2. The molding composition as claimed in claim 1, characterized in that at least one of the components (A2) and/or (A3), preferably together as a mixture
of (A2) and (A3), are grafted, preferably before being combined with the remaining
components (A1), (B) and (C) and also optionally (D) and/or (E), components (A2) and/or
(A3) being preferably grafted with unsaturated anhydride, preferably maleic anhydride,
itaconic anhydride, and/or with acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, monobutyl
maleate, fumaric acid, aconitic acid or a mixture thereof, preferably in a degree
of grafting in the range between 0.05 to 5 wt%, preferably 0.1 - 3 wt% and more particularly
0.2 to 1.5 wt%, based in each case on the weight of component (A2), of component (A3),
or, in the case of the mixture, on the sum of (A2) and (A3).
3. The molding composition as claimed in either of the preceding claims, characterized in that the ratio of (A2) to (A3) is in the range from 4:1 to 1:4, and more preferably the
ratio of (A1) to (A2) or of (A1) to the sum of (A2) and (A3) is in the range from
4:1 to 1:2.
4. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the semicrystalline, aliphatic polymer of the components (A3) is selected from the
group consisting of the following: polyamide 6, polyamide 10, polyamide 11, polyamide
12, polyamide 1212, polyamide 1012, polyamide 1210, polyamide 46, polyamide 66, polyamide
612, polyamide 126, polyamide 106, polyamide 610, polyamide 1010, polyamide 614, polyamide
618, polyamide 1014, polyamide 1018, polyamide 1214, polyamide 1218 and also copolyamides
or mixtures thereof;
and/or in that the fraction of component (A3) within the 100 wt% of component (A) is in the range
of 5 - 40 wt%, preferably in the range of 10 - 35 wt%, especially preferably in the
range of 20 - 30 wt%.
5. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the fraction of component (A) is in the range of 55 - 90 wt% or 37 - 80.5 wt%, preferably
in the range of 49 - 79 wt%,
and/or in that the fraction of component (B) is in the range of 18 - 55 wt%, preferably in the range
of 20 - 45 wt% or in the range of 25 - 40 wt%, based in each case on the sum of (A)
- (E).
6. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the polyphenylene ether of component (A2) is selected from the group consisting of
the following: poly(2,6-diethyl-1,4-phenylene) ether, poly(2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene)
ether, poly(2-methyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether, poly(2,6-dipropyl-1,4-phenylene)
ether, poly(2-ethyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether or copolymers or mixtures thereof
and/or in that the fraction of component (A2) within the 100 wt% of component (A) is in the range
of 10 - 45 wt% or 10 - 46 wt%, preferably in the range of 15 - 45 wt% or 15 - 40 wt%,
especially preferably in the range of 20 - 40 wt% and/or in that at least one of the polyphenylene ethers of component (A2) is grafted with maleic
anhydride between 0.05 to 5%, preferably 0.1 - 3% and more particularly 0.2 to 1.5%.
7. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that component (B) is a glass fiber of E glass with a circular cross section
or in that component (B) is a glass fiber or a mixture of glass fibers of E glass with a non-circular
cross section and preferably with an axial ratio of the principal cross sectional
axis to the secondary cross sectional axis of at least 2.5, preferably in the range
of 2.5 - 6 or in that component (B) is a high-strength glass fiber or a mixture of high-strength glass
fibers with a circular or non-circular cross section and with a glass composition
based essentially on the components silicon dioxide, aluminum oxide and magnesium
oxide, with the fraction of magnesium oxide (MgO) being 5 - 15 wt% and the fraction
of calcium oxide (CaO) being 0 - 10 wt%.
8. The molding composition as claimed in any of the preceding claims,
characterized in that the semiaromatic, semicrystalline polyamide (A1) is formed from one or from a mixture
of polyamides formed from:
(A1_a): 50 - 100 mol% of aromatic terephthalic acid and/or naphthalenedicarboxylic
acid, based on the total amount of dicarboxylic acids present, 0 - 50 mol% of an aliphatic
dicarboxylic acid, preferably having 6 to 12 carbon atoms, and/or of a cycloaliphatic
dicarboxylic acid having preferably 8 to 20 carbon atoms, and/or isophthalic acid;
(A1_b) : 80 - 100 mol% of at least one aliphatic diamine having 4 - 18 carbon atoms,
preferably having 6 to 12 carbon atoms, based on the total amount of diamines present,
0 - 20 mol% of cycloaliphatic diamines, preferably having 6 to 20 carbon atoms, and/or
araliphatic diamines, the percentage molar amount of dicarboxylic acids making 100%
and the percentage molar amount of diamines making 100% in the polyamide (A1), and
optionally from:
(A1_c): aminocarboxylic acids and/or lactams having preferably having 6 to 12 carbon
atoms.
9. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the polyamide (A1) is selected from the group consisting of the following: PA 4T/4I,
PA 4T/6I, PA 5T/5I, PA 6T/6, PA 6T/6I, PA 6T/6I/6, PA 6T/66, 6T/610, 6T/612, PA 6T/10T,
PA 6T/10I, PA 9T, PA 10T, PA 12T, PA 10T/10I, PA10T/106, PA10T/610, PA10T/612, PA10T/66,
PA10T/6, PA10T/1010, PA10T/1012, PA10T/12, PA10T/11, PA 6T/9T, PA 6T/12T, PA 6T/10T/6I,
PA 6T/6I/6, PA 6T/6I/12 and also mixtures thereof.
10. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the fraction of component (C) is in the range of 0.5 - 8 wt%, preferably in the range
of 1 - 6 wt%, based in each case on the sum of (A) - (E).
11. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that component (C) comprises at least one LDS additive based on copper and/or tin or is
formed entirely by an LDS additive based on copper and/or tin, selected from the following
group: metal oxide, metal phosphate, preferably basic metal phosphate and/or metal
hydroxide phosphate,
and preferably component (C) comprises at least one LDS additive or is formed entirely
by an LDS additive selected from the following group: tin oxide; metal-doped or metal
oxide-doped tin oxide; antimony-doped tin oxide; metal oxide-coated mica; mica coated
with antimony-doped tin oxide; mixture of tin oxide and antimony oxide and optionally
further metal oxides; spinels; copper chromium oxide; copper oxide; copper hydroxide;
copper hydroxide phosphate; copper phosphate; basic copper phosphates; copper tin
phosphate; basic copper tin phosphate; tin phosphate; basic tin phosphate; antimony-doped
tin oxide, preferably in combination with mica; or mixtures and combinations thereof,
wherein preferably component (C) is an LDS additive selected from the group consisting
of the following: copper chromium oxide, copper oxide, copper hydroxide phosphate,
tin hydroxide phosphate, tin phosphate, copper phosphate, basic copper phosphates
and tin phosphates, or mixtures thereof.
12. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the fraction of component (D) is in the range of 0 - 25 wt%, preferably in the range
of 0 - 15 wt%, more preferably in the range of 2 - 15 wt%, based in each case on the
sum of (A) - (E).
13. The molding composition as claimed in any of the preceding claims, characterized in that component (D) is an inorganic white pigment, preferably selected from the group of
barium sulfate, zinc oxide, zinc sulfide, lithopones and titanium dioxide, preferably
in the rutile or the anatase modification, or mixtures of such white pigments.
14. A process for producing a molding composition as claimed in any of the preceding claims,
characterized in that
in a first step component (A2) and/or component (A3), preferably a mixture of components
(A2) and (A3), are grafted, being grafted preferably with unsaturated anhydride, preferably
maleic anhydride, itaconic anhydride, and/or with acrylic acid, methacrylic acid,
maleic acid, monobutyl maleate, fumaric acid, aconitic acid or a mixture thereof,
preferably in a degree of grafting in the range between 0.05 to 5 wt%, preferably
0.1 - 3 wt% and more particularly 0.2 to 1.5 wt%, based in each case on the weight
of component (A2), of component (A3), or, in the case of the mixture, on the sum of
(A2) and (A3),
and subsequently in a second step this grafted component or these grafted components
are combined and mixed with the remaining components (A1), (B) and (C) and also optionally
(D) and/or (E).
15. A component, more particularly a component with electrical conductor tracks, based
on a molding composition according to any of the preceding claims, preferably as casing
or casing part for portable electronic devices, such as especially PDAs, mobile telephones,
telecommunications devices, casings or casing parts for personal computers, notebook
computers, medical devices, such as, in particular, hearing devices, sensor technology,
or RFID transponders or parts for the automotive sector, such as, in particular, airbag
module, multi-function steering wheel.
1. Matériau de moulage thermoplastique, constitué par :
(A) 30 à 84,9 % en poids d'un mélange de polymères thermoplastiques, constitué par
:
(A1) 50 à 90 % en poids d'un polyamide partiellement cristallin et partiellement aromatique
ou d'un mélange de tels polyamides,
(A2) 5 à 50 % en poids d'un polyéther de phénylène ou d'un mélange de tels polyéthers
de phénylène,
(A3) 0 à 40 % en poids d'un polyamide aliphatique partiellement cristallin ou d'un
mélange de tels polyamides,
la somme de (A1) à (A3) étant de 100 % en poids du composant (A),
à condition que la somme de (A2) et (A3) soit de 10 à 50 % en poids du composant (A)
;
(B) 15 à 60 % en poids de fibres de verre ;
(C) 0,1 à 10 % en poids d'un additif LDS ou d'un mélange d'additifs LDS, au moins
un additif LDS étant formé en totalité ou en partie par des composés inorganiques
de cuivre et/ou d'étain ;
(D) 0 à 40 % en poids de charges particulaires, différentes de (C),
(E) 0 à 5 % en poids d'autres additifs ;
la somme de (A) à (E) étant de 100 % en poids.
2. Matériau de moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un des composants (A2) et/ou (A3), de préférence ensemble sous la forme d'un
mélange de (A2) et (A3), est greffé, de préférence avant la réunion avec les composants
restants (A1), (B) et (C) et éventuellement (D) et/ou (E), les composants (A2) et/ou
(A3) étant de préférence greffés avec un anhydride insaturé, de préférence l'anhydride
de l'acide maléique, l'anhydride de l'acide itaconique, et/ou avec de l'acide acrylique,
de l'acide méthacrylique, de l'acide maléique, de l'ester monobutylique de l'acide
maléique, de l'acide fumarique, de l'acide aconitique ou un mélange de ceux-ci, de
préférence en un degré de greffage dans la plage allant de 0,05 à 5 % en poids, de
préférence de 0,1 à 3 % en poids et notamment de 0,2 à 1,5 % en poids, à chaque fois
par rapport au poids du composant (A2), du composant (A3) ou, dans le cas du mélange,
de la somme de (A2) et (A3).
3. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre (A2) et (A3) se situe dans la plage allant de 4:1 à 1:4, et, de
manière davantage préférée, le rapport entre (A1) et (A2) ou entre (A1) et la somme
de (A2) et (A3) se situe dans la plage allant de 4:1 à 1:2.
4. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère aliphatique partiellement cristallin du composant (A3) est choisi dans
le groupe constitué par : le polyamide 6, le polyamide 10, le polyamide 11, le polyamide
12, le polyamide 1212, le polyamide 1012, le polyamide 1210, le polyamide 46, le polyamide
66, le polyamide 612, le polyamide 126, le polyamide 106, le polyamide 610, le polyamide
1010, le polyamide 614, le polyamide 618, le polyamide 1014, le polyamide 1018, le
polyamide 1214, le polyamide 1218, ainsi que leurs copolyamides ou leurs mélanges;
et/ou en ce que la proportion du composant (A3) se situe dans la plage allant de 5 à 40 % en poids,
de préférence dans la plage allant de 10 à 35 % en poids, de manière particulièrement
préférée dans la plage allant de 20 à 30 % en poids, parmi les 100 % en poids du composant
(A).
5. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion du composant (A) se situe dans la plage allant de 55 à 90 % en poids
ou de 37 à 80,5 % en poids, de préférence dans la plage allant de 49 à 79 % en poids,
et/ou en ce que la proportion du composant (B) se situe dans la plage allant de 18 à 55 % en poids,
de préférence dans la plage allant de 20 à 45 % en poids ou dans la plage allant de
25 à 40 % en poids, à chaque fois par rapport à la somme de (A) à (E).
6. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polyéther de phénylène du composant (A2) est choisi dans le groupe constitué par
: le polyéther de 2,6-diéthyl-1,4-phénylène, le polyéther de 2-méthyl-6-éthyl-1,4-phénylène,
le polyéther de 2-méthyl-6-propyl-1,4-phénylène, le polyéther de 2,6-dipropyl-1,4-phénylène,
le polyéther de 2-éthyl-6-propyl-1,4-phénylène ou leurs copolymères ou leurs mélanges,
et/ou en ce que la proportion du composant (A2) se situe dans la plage allant de 10 à 45 % en poids
ou de 10 à 46 % en poids, de préférence dans la plage allant de 15 à 45 % en poids
ou de 15 à 40 % en poids, de manière particulièrement préférée dans la plage allant
de 20 à 40 % en poids, parmi les 100 % en poids du composant (A), et/ou en ce qu'au moins un des polyéthers de phénylène du composant (A2) est greffé avec de l'anhydride
de l'acide maléique entre 0,05 et 5 %, de préférence 0,1 à 3 % et notamment 0,2 à
1,5 %.
7. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant (B) est une fibre de verre en verre E ayant une section transversale
circulaire, ou en ce que le composant (B) est une fibre de verre ou un mélange de fibres de verre en verre
E ayant une section transversale non circulaire, et de préférence un rapport entre
l'axe principal et l'axe secondaire de la section transversale d'au moins 2,5, de
préférence dans la plage allant de 2,5 à 6,
ou en ce que le composant (B) est une fibre de verre hautement résistante ou un mélange de fibres
de verre hautement résistantes ayant une section transversale circulaire ou non circulaire,
et d'une composition de verre, essentiellement à base des composants dioxyde de silicium,
oxyde d'aluminium et oxyde de magnésium, la proportion d'oxyde de magnésium (MgO)
étant de 5 à 15 % en poids et la proportion d'oxyde de calcium (CaO) étant de 0 à
10 % en poids.
8. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le polyamide partiellement cristallin et partiellement aromatique (A1) est formé
par un polyamide ou un mélange de polyamides formé par :
(A1_a) : 50 à 100 % en moles d'acide téréphtalique aromatique et/ou d'acide naphtaline-dicarboxylique,
par rapport à la teneur totale en acides dicarboxyliques présents, 0 à 50 % en moles
d'un acide dicarboxylique aliphatique, de préférence contenant 6 à 12 atomes de carbone,
et/ou d'un acide dicarboxylique cycloaliphatique contenant de préférence 8 à 20 atomes
de carbone, et/ou d'acide isophtalique ;
(A1_b) : 80 à 100 % en moles d'au moins une diamine aliphatique contenant 4 à 18 atomes
de carbone, de préférence contenant 6 à 12 atomes de carbone, par rapport à la teneur
totale en diamines présentes, 0 à 20 % en moles de diamines cycloaliphatiques, de
préférence contenant 6 à 20 atomes de carbone, et/ou de diamines araliphatiques, la
teneur molaire en pourcentages d'acides dicarboxyliques dans le polyamide (A1) étant
de 100 % et la teneur molaire en pourcentage en diamines étant de 100 %, et éventuellement
par :
(A1_c) : des acides aminocarboxyliques et/ou des lactames contenant de préférence
6 à 12 atomes de carbone.
9. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polyamide (A1) est choisi dans le groupe constitué par : PA 4T/4I, PA 4T/6I, PA
5T/5I, PA 6T/6, PA 6T/6I, PA 6T/6I/6, PA 6T/66, 6T/610, 6T/612, PA 6T/10T, PA 6T/10I,
PA 9T, PA 10T, PA 12T, PA 10T/10I, PA 10T/106, PA 10T/610, PA 10T/612, PA 10T/66,
PA 10T/6, PA 10T/1010, PA 10T/1012, PA 10T/12, PA 10T/11, PA 6T/9T, PA 6T/12T, PA
6T/10T/6I, PA 6T/6I/6, PA 6T/6I/12 et leurs mélanges.
10. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion du composant (C) se situe dans la plage allant de 0,5 à 8 % en poids,
de préférence dans la plage allant de 1 à 6 % en poids, à chaque fois par rapport
à la somme de (A) à (E).
11. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant (C) contient au moins un additif LDS à base de cuivre et/ou d'étain
ou est entièrement formé par un additif LDS à base de cuivre et/ou d'étain choisi
dans le groupe suivant : un oxyde métallique, un phosphate métallique, de préférence
un phosphate métallique basique et/ou un hydroxyphosphate métallique,
le composant (C) contenant de préférence au moins un additif LDS ou étant entièrement
formé par un additif LDS choisi dans le groupe suivant : l'oxyde d'étain ; l'oxyde
d'étain dopé par un métal ou un oxyde métallique ; l'oxyde d'étain dopé par de l'antimoine
; le mica revêtu par un oxyde métallique ; le mica revêtu par de l'oxyde d'étain dopé
par de l'antimoine ; un mélange d'oxyde d'étain et d'oxyde d'antimoine et éventuellement
d'autres oxydes métalliques ; les spinelles ; l'oxyde de cuivre et de chrome ; l'oxyde
de cuivre ; l'hydroxyde de cuivre ; l'hydroxyphosphate de cuivre ; le phosphate de
cuivre ; les phosphates de cuivre basiques ; le phosphate de cuivre et d'étain ; le
phosphate de cuivre et d'étain basique ; le phosphate d'étain ; le phosphate d'étain
basique ; l'oxyde d'étain dopé par de l'antimoine, de préférence en combinaison avec
du mica; ou leurs mélanges et leurs combinaisons, le composant (C) étant de préférence
un additif LDS choisi dans le groupe constitué par : l'oxyde de cuivre et de chrome,
l'oxyde de cuivre, l'hydroxyphosphate de cuivre, l'hydroxyphosphate d'étain, le phosphate
d'étain, le phosphate de cuivre, les phosphates de cuivre et les phosphates d'étain
basiques, ou leurs mélanges.
12. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion du composant (D) se situe dans la plage allant de 0 à 25 % en poids,
de préférence dans la plage allant de 0 à 15 % en poids, de manière particulièrement
préférée dans la plage allant de 2 à 15 % en poids, à chaque fois par rapport à la
somme de (A) à (E).
13. Matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant (D) est un pigment blanc inorganique, de préférence choisi dans le groupe
constitué par le sulfate de baryum, l'oxyde de zinc, le sulfure de zinc, le lithopone
et le dioxyde de titane, de préférence sous forme rutile ou anatase, ou les mélanges
de tels pigments blancs.
14. Procédé de fabrication d'un matériau de moulage selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que
lors d'une première étape, le composant (A2) et/ou le composant (A3), de préférence
un mélange des composants (A2) et (A3), sont greffés, de préférence sont greffés avec
un anhydride insaturé, de préférence l'anhydride de l'acide maléique, l'anhydride
de l'acide itaconique, et/ou avec de l'acide acrylique, de l'acide méthacrylique,
de l'acide maléique, de l'ester monobutylique de l'acide maléique, de l'acide fumarique,
de l'acide aconitique ou un mélange de ceux-ci, de préférence en un degré de greffage
dans la plage allant de 0,05 à 5 % en poids, de préférence de 0,1 à 3 % en poids et
notamment de 0,2 à 1,5 % en poids, à chaque fois par rapport au poids du composant
(A2), du composant (A3) ou, dans le cas du mélange, de la somme de (A2) et (A3), puis,
lors d'une deuxième étape, ce ou ces composants greffés sont réunis et mélangés avec
les composants restants (A1), (B) et (C) et éventuellement (D) et/ou (E) .
15. Composant, notamment composant comprenant des circuits électriques, à base d'un matériau
de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, de préférence en
tant que boîtier ou partie de boîtier pour appareils électroniques portables, tels
que notamment des assistants numériques personnels, des téléphones portables, des
appareils de télécommunication, des boîtiers ou parties de boîtiers pour ordinateurs
personnels, des notebooks, des appareils médicaux, tels que notamment des appareils
auditifs, pour la technologie des capteurs, ou des transpondeurs RFID ou des parties
pour le domaine automobile, telles que notamment un module d'airbag, un volant multifonctionnel.